寄生鮭魚細胞組織 擴大動物定義 新奇生物 不需氧氧也能活

編譯/韋士塔 |2020.05.23
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科學家發現不需氧氣就能生存的鮭生黏孢子蟲。 圖/網路

編譯/韋士塔

大部分多細胞生物需要氧氣才能生存,被多數科學家視為真理;然而,最新研究可能打破這個真理。研究人員發現一種寄生在鮭魚細胞組織的新奇生物,牠們不需要呼吸,只要吸收宿主的養分就能存活。

科學家指出,這項發現改變了過去對於生命如何在地球存續的理解,也可能對尋找外星生命產生影響;目前探索外太空、尋找生命跡象時,是否有氧氣是重要依據之一,但如果證實生命不需氧氣也能存活,探索的範圍和方法將隨之變化。

研究人員在《美國國家科學院期刊》(PNAS)發表的報告指出,他們在鮭魚體內發現的生物稱為「鮭生黏孢子蟲」(Henneguya salminicola),是一種由不到10個細胞組成的黏體動物(myxozoan cnidarian)。

科學家推斷,生命約在14億5千萬年前開始發展代謝氧氣(即呼吸)的能力,其後,細菌彼此吞噬、融合,在這樣的共生過程中演化的物種,需要氧氣才能存活。科學家認為,大多數情況下,動植物都需要使用氧氣來產生稱為腺苷三磷酸(ATP),為細胞活動提供能量。

然而,「鮭生黏孢子蟲」顛覆了這個論點,研究人員目前也無法確定牠的生存機制,初步研判是直接吸取宿主的腺苷三磷酸。

報告共同作者、美國俄勒岡州立大學微生物學系資深副研究員艾特金森(Stephen Atkinson)表示,他們使用深層基因測序和螢光顯微鏡,發現這種寄生蟲體內沒有線粒體基因組(mitochondria genome)。

研究人員研判,這是因為鮭魚的組織內缺乏氧氣,鮭生黏孢子蟲因而在演化過程中捨棄了負責將食物轉化成能量的線粒體基因組,不需要呼吸。

艾特金森指出,鮭生黏孢子蟲與珊瑚、水母和海葵屬於同一動物門,儘管會在鮭魚體內形成囊腫,但不會直接傷害鮭魚,生命周期則與鮭魚相同。

至於這種寄生蟲的線粒體基因組消失,是一種基因簡化過程。艾特金森認為,鮭生黏孢子蟲是由水母祖先物種演化而來,但已失去水母遠古祖先大部分基因組。

外形類似眼睛的鮭生黏孢子蟲,保留了類似水母刺細胞的複雜結構,但並非用於刺傷獵物,而是用於依附在宿主身上。最新發現,可能有助於漁業調整策略,有效應對這種寄生蟲。

艾特金森說,這是已知的第一種沒有線粒體基因組的「多細胞生物」,擴大了「動物」的定義。他表示:「鮭生黏孢子蟲證明確實有多細胞生物能和單細胞生物一樣,適應厭氧環境。」

艾特金森認為,最新發現並非打破科學常規,而是擴大了動物的定義;目前為止,並沒有確切證據證實地球外生命的存在,但不需氧氣即可存活的多細胞生物,可能有助科學家突破固定的思惟模式,在探索生命、研究生物時取得更多突破性的成果。

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