不靠氧气生存的动物?科学家不清楚原因,或颠覆对生命的认知

头脑风报 2022-10-03 00:12:39

对于人类来说,水、阳光和氧气都很重要,但是若说哪一个最重要,一定非氧气莫属了。毕竟在缺少水和阳光的时候,人还可以存活一段时间,但若是没有氧气,我们的大脑就会在短短几分钟之内死亡。

氧气是人类生存之根本

其实不止是人类,氧气对于地球上绝大多数生物来说都是必需品,至少过去大家一直是这么认为的。直到一种不靠氧气生存的动物出现,它就是咱们今天的主角鲑居尾孢虫。

对于这种生物为何不靠氧气也能存活并且以什么方式代谢,科学家尚且不清楚原因,在研究之后他们认为,这或许会颠覆对生命的认知。

有着外星人一般大眼睛的鲑居尾孢虫

那么,这个鲑居尾孢虫到底是什么呢?它有着怎样的特殊之处?接下来,就让我们一起来看看吧!

神奇的“鲑居尾孢虫”

首先从它的名字来看,就知道这种生物应该是某种寄生虫,因为尾孢虫是粘体动物亚门、粘孢子虫纲当中的一个属,这个尾孢虫属当中有着不同种类的尾孢虫。

从形态特征来说,它的孢子往往是圆形或者纺锤形的,整个孢子的长度在8到17微米,宽度在4到9微米。

不难看出,尾孢虫家族当中的生物都是非常“迷你”的,起码咱们用肉眼无法观察到它们的存在。

尾孢虫的光学显微镜视图

作为一种迷你的寄生虫,尾孢虫喜欢寄生在鱼类的身体当中,不论是鱼鳃、鱼肠、鱼鳔还是鱼的膀胱当中,都有着它的身影。说到这儿,想必大家明白了,为什么生吃鱼的时候会有感染各种寄生虫的风险。

鲑居尾孢虫正是科学家在鲑鱼肌肉组织当中发现的寄生虫,它的别名也叫作鲑生粘孢虫。它是以色列一个研究小组在2020年时发现的,根据资料来看,科学家在显微镜观察鲑鱼的肌肉组织时,意外发现了这种生物。

鲑居尾孢虫寄生于鲑鱼体内会形成囊肿

随后人们便对鲑居尾孢虫进行了深入研究,最终得出了一个令人震惊的结果,那就是这家伙的体内竟然没有线粒体基因组,而它是人类迄今为止发现的唯一一个没有线粒体基因组的多细胞生物。

大家可能很难理解为什么科学家要如此激动,这是因为线粒体基因组往往与生物的呼吸之间有着密切的关系。而完全没有线粒体基因组的鲑居尾孢虫,无疑就是不需要呼吸的。

鲑居尾孢虫的光学显微镜图像

因此科学家当时认为,这家伙的发现或许会颠覆人们对地球生物的认知,毕竟过去在我们眼中所有的生物都是要呼吸、需要氧气的,在这种对比下鲑居尾孢虫无疑就是一个异类。

研究人员利用深度测序和荧光显微镜对其进行深入分析,发现它们已失去线粒体基因组。此外,它们也失去了有氧呼吸能力,几乎所有参与转录和复制线粒体的细胞核基因都已丧失。

鲑居尾孢虫细胞器(中心)的TEM图像

那么,这家伙到底是如何诞生的?如果它不需要呼吸,那么又是使用什么方法来进行代谢的呢?

对于鲑居尾孢虫的寄生方式,科学家基本搞清楚了。

这家伙作为一种寄生虫,宿主的死亡对它意味着新生,因为那时孢子将会释放出来,从而被一些蠕虫吃掉。而这些蠕虫又会被鲑鱼吃掉,然后使鲑居尾孢虫顺利进入它们的体内,并且在其肌肉当中生存。

从鱼肌肉中解剖出来的鲑居尾孢虫囊肿

实际上在我们看来,鲑居尾孢虫根本就不像是一种生物,因为它不仅十分的小,长相也和精子细胞差不多。

从研究数据来看,鲑居尾孢虫似乎正在“反向进化”,简言之它最初可能不是人们观察到的模样,在进化当中它让自己的组织、神经细胞等等纷纷退化,最终将自己变成了这幅不伦不类的样子。

鲑居尾孢虫的荧光显微照片

所以,把退化当成进化的鲑居尾孢虫,到底是通过什么方式,来完成新陈代谢的呢?

对于这一问题,科学家也不清楚原因,只能根据现有的一些研究成功进行推断。科学家指出,不会呼吸的鲑居尾孢虫或许有一些特定的技能,这使其可以从鲑鱼的细胞当中获取能量,或者说它已经进化出了类似于单细胞生物的生存方法。

单细胞生物的类别

除此之外,科学家还认为鲑居尾孢虫的这种不依靠氧气就能生存的特征,并不是与生俱来的,而是它为了适应环境演化出来的。

换句话说,紧密的鲑鱼肌肉当中,氧气确实少得可怜,所以为了能够顺利活下去,鲑居尾孢虫就选择了最利于自己的进化道路,那就是反向进化,放弃呼吸。

“谁不是生活所迫呢?”

不得不说,在它的身上还有着无数尚未解开的谜题,而这些谜题只能等到研究更进一步才能找到答案了。值得一提的是,其实除了鲑居尾孢虫以外,在自然界当中,也有许多生物不喜欢氧气。

广泛存在的厌氧生物

过去人们总觉得,这个世界上就没有什么生物是不喜欢氧气的,但实际上“厌氧”生物在自然界中广泛存在。不过,这些生物在人们的眼中似乎不常被当成“生物”,只能算是细菌。

厌氧生物的主要特点当然就是在有氧的条件下难以生存,不同于鲑居尾孢虫为了适应环境改变自己,大多数厌氧生物都是“不为五斗米折腰”的。换句话说,对于有氧的环境,它们宁可死,也不愿意妥协做出改变或者进化。

常见的几种厌氧生物

咱们在上文中提到了厌氧生物基本都是以细菌为主的,而厌氧菌实际上是正常菌群的重要组成部分,喜欢在人体皮肤或者抢到的深部黏膜当中生活。需要注意的是,厌氧菌还可以分为三个类型,分别是专性厌氧菌、兼性厌氧菌和微需厌氧菌。

之所以将其分为三个类型,是因为这些家伙对氧气的耐受性是不一样的,像专性厌氧菌就比较娇贵,一旦暴露在氧气当中,它就立即死亡。比如对人体十分有益的双歧杆菌,它就是专性厌氧菌,具有抗肿瘤、抗衰老等多种作用。

显然,看在这些作用的份上,我们也不希望这种细菌死亡的太多。

双歧杆菌的显微图像

那么,除了以上这些看起来和大家理解中生物完全不沾边的家伙以外。自然界当中的动物,还有哪些是憋气冠军呢?

自然界的“憋气冠军”

相信大家小时候在观看一些好莱坞大片的时候,经常会惊讶于片中主角们的游泳和憋气技术,因为他们好像都“天生”掌握着憋气和游泳技能。当然,这其实不是天生的,而是与他们受的教育和参与的课程有关系。

那么,现实当中,人类的憋气时间最长能达到多少呢?

根据新闻报道来看,人类最长的憋气时间为24分3秒,这是一位西班牙潜水爱好者在2017年时创下的记录。对于我们普通人来说,这个数字实在是太惊人了,不禁让人感叹这家伙是不是长了个铁肺。

憋气最久的自由潜水员亚力克斯·塞古拉

但其实,这个憋气时间和自然界当中的其他生物比起来,算不上多厉害,为什么这么说呢?

以已经被列为极危物种的沙漠鳉鱼为例,这家伙本来生活在宽阔的湖泊当中,但是随着气温的上升以及环境的改变,它所处的湖泊变成了小小的水塘,水温也不断地上升。

能在沙漠里生存的“魔鳉”

在这种情况下,有着强烈求生欲望的沙漠鳉鱼开始改变自己,让自己既能耐住高温,又能在无氧的环境下生活较长的时间。

研究人员认为鳉鱼通过在有氧呼吸和无氧呼吸之间进行随机切换来减缓这种伤害。在极端情况下,鳉鱼能进行无氧呼吸五个小时之久。在此期间,鳉鱼体内会产生乙醇,之后在无氧条件下将乙醇进一步分解并获得能量。

除了它以外,还有一种叫做蠵龟的爬行动物,已经在地球上生活了2亿多年。这家伙依靠着高超的内部循环系统,能够完成长达10小时的潜水活动,十分令人震惊。

蠵龟又称红海龟、赤海龟

当然,以上这些生物再厉害也比不过鲑居尾孢虫,毕竟它才是狠人,直接将线粒体都抛弃了,彻底把自己送上了不靠氧气生存的道路。

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