首次发现“不需要氧气的动物”!( 三 )


厌氧菌和好氧菌 , 来源:DifferenceBetween.co

真核厌氧生物十分稀奇 , 但厌氧细菌并不鲜见
其实厌氧性生物并不鲜见 , 作为原核生物的厌氧细菌(anaerobic bacteria)便是其中一种 。 关于厌氧菌 , 目前还没有明确的定义 , 一般来说这类菌在无氧厌氧条件下比在有氧环境中生长的更好 , 而且不能在空气(21%氧气)和(或)10%二氧化碳浓度下的固体培养基表面生长 。 它们缺乏完整的代谢酶体系 , 其能量代谢以无氧呼吸方式进行 。 按其对氧的耐受程度的不同 , 可分为专性厌氧菌、微需氧厌氧菌和兼性厌氧菌 。
细菌的需氧/厌氧模式示意图 , 来源:умовский А.Н.
人体正常菌群中也存在大量的厌氧菌 , 它们广泛存在于人体皮肤和肠道的深部黏膜表面 。 人体环境在正常情况下并不适于厌氧菌的生长 , 因而它们无法大量繁殖 。 但在组织缺血、坏死 , 或者需氧菌感染导致局部组织氧浓度降低的情况下 , 就很可能会发生厌氧菌感染 。 能引起破伤风的病原菌:破伤风梭菌(clostridium tetani)就是厌氧菌的典型例子 。
近年来 , 不断有被新发现的厌氧细菌见诸报道 。 依据生存环境的不同 , 这些细菌进行呼吸作用的方式五花八门 , 堪称是进化的极意 。 铁离子、锰离子、硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐、延胡索酸盐、二甲基亚砜等都可以取代氧气的角色 , 成为它们获取能量过程中的反应物 。
关于厌氧生物的起源一直众说纷纭 , 一说厌氧生物起源于远古 , 刚刚诞生的地球上没有氧气 , 是一个适合厌氧菌生存的时代 。 然而 , 几十亿年后今天 , 空气中氧气浓度已经达到21% 。 对于远古厌氧性生物如何进化以及如何适应现在的有氧环境 , 仍然存在许多未解之谜 。

挑战我们熟知的动物进化论
出于生存需要 , 寄生虫奉行“极简主义” , 往往会把并不重要的器官 , 比如触觉器官、运动器官、消化器官等慢慢丢弃 , 但是一直困扰生物学家的是 , 我们现在所看到的寄生虫最初究竟是什么样的生物?
最近引起关注的鲑居尾孢虫更加坚定地执行了极简主义原则 , 不仅触觉器官、运动器官、消化器官已经不存在 , 连神经系统也已经消失 。 由于不存在各类器官 , 它的细胞数只有个位数 。 研究人员认为 , “鲑居尾孢虫可能正处于从多细胞生物向单细胞生物进化的过程中 , 这与我们熟知的动物进化论背道而驰 。
可以说 , 寄生虫的“极简主义”简直是现实版的“逆进化论” 。

重新理解生命的生存方式 , 进而影响探索地外生命的方向
【首次发现“不需要氧气的动物”!】关于鲑居尾孢虫的新发现 , 还有哪些研究意义?
首先 , 这一发现撼动了我们对地球生命生存方式的固有理解 。 一般的观点认为 , 在约14.5亿年前起 , 生物体开始进化出利用氧气进行代谢的能力——有氧呼吸 。 科学家设想了这样的情形 。 相对较大的古细菌将较小的古细菌吸收入体内 , 并以某种方式造成了对双方都有利的共生 , 最终它们融为一体 。 从这种共生关系开始 , 两个物种一起进化 , 较小的古细菌最终变成了被称为线粒体的细胞器 。

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