คุณอยู่ได้โดยปราศจากออกซิเจนหรือไม่? สัตว์ตัวนี้สามารถ

สามพันล้านปีก่อนสิ่งต่างๆบนโลกแตกต่างกัน ประการหนึ่งคือไม่มีออกซิเจนทั้งหมดนี้อยู่ทั่วทุกแห่งไซยาโนแบคทีเรียตัวแรกต้องหาวิธีที่จะอยู่กับคาร์บอนไดออกไซด์จากภูเขาไฟน้ำและแสงแดด สิ่งมีชีวิตเก่าแก่เหล่านี้อาศัยอยู่แบบไม่ใช้ออกซิเจนโดยไม่ใช้ออกซิเจน น่าแปลกที่สิ่งที่เรากำลังหายใจอยู่ในวันนี้คือประเภทของบรรยากาศที่พวกเขาทำให้เป็นไปได้สำหรับเราเพราะผลพลอยได้จากการผลิตอาหารของพวกมันคือออกซิเจนเข้ามาแทนที่ชั้นบรรยากาศของโลกในที่สุด สิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจนถูกบังคับให้ไปอยู่ในซอกหลืบที่ไม่มีออกซิเจนของโลกและยังคงเรียบง่ายและเป็นเซลล์เดียว

มันเป็นสัตว์ แต่ไม่มีไมโตคอนเดรีย

อย่างไรก็ตามเมื่อมีกฎมักจะมีข้อยกเว้นและนักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งได้ค้นพบcnidarianปรสิตขนาดเล็กซึ่งเป็นญาติของแมงกะพรุนซึ่งดูเหมือนจะไม่ใช้ออกซิเจนในการหายใจ พวกเขาตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาใน Proceedings of the National Academy of Sciences ฉบับวันที่ 24 กุมภาพันธ์ 2020

สัตว์ชนิดนี้Henneguya salminicolaเป็นปรสิตต่างดาวตัวเล็ก ๆ ที่มีหางยาวซึ่งกินเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อของปลาแซลมอนและปลาอื่น ๆ มันคือยูคาริโอตซึ่งเป็นสมาชิกของกลุ่มสิ่งมีชีวิตในวงกว้างที่รวมถึงสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่คุณสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเช่นสัตว์พืชเชื้อรา ฯลฯ เซลล์ของยูคาริโอตประกอบด้วยออร์แกเนลล์แฟนซีทุกประเภทซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมมากกว่า ที่prokaryotesไม่ได้มี หนึ่งในออร์แกเนลล์เหล่านั้นคือไมโทคอนเดรียซึ่งเป็นโครงสร้างที่มีจีโนมเล็ก ๆ ของตัวเองแยกออกจากสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ และเซลล์ยูคาริโอตที่ใช้ในการผลิตพลังงานด้วยความช่วยเหลือของออกซิเจน

แต่ในกลุ่มใหญ่เราเรียกว่า "ยูคาริโอต" มีสัตว์เซลล์เดียวไม่ใช่สัตว์ที่ไม่ใช้ออกซิเจน พวกมันไม่มีไมโทคอนเดรีย แต่มีสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่า "ออร์แกเนลล์ที่เกี่ยวข้องกับไมโตคอนดรีออน" Henneguya salminicolaเป็นสัตว์ชนิดแรกที่มีคุณสมบัตินี้

มันแปลกมาก แต่พวกเขามาทางนี้ได้อย่างไร?

วิวัฒนาการของความผิดปกติ

"บรรพบุรุษของHenneguyaเกือบจะแน่นอนมี mitochondria กล่าวว่า" การศึกษาร่วมเขียนสตีเฟ่นแอตกินสันศาสตราจารย์ด้านการวิจัยในภาควิชาจุลชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยโอเรกอนรัฐในการให้สัมภาษณ์ทางอีเมล "ญาติที่ใกล้ชิดที่สุดทั้งหมดมีไมโทคอนเดรียดังนั้นวิวัฒนาการของวิถีชีวิตแบบไม่ใช้ออกซิเจนและการสูญเสียไมโทคอนเดรียที่ใช้งานได้ดูเหมือนจะเป็นการปรับตัวล่าสุดของสิ่งมีชีวิตชนิดนั้นเพียงอย่างเดียว - อย่างน้อยเราก็รู้จนถึงตอนนี้!"

ในเซลล์ของสัตว์ทั่วไปไมโตคอนเดรียใช้ออกซิเจนในกระบวนการหลายขั้นตอนเพื่อสร้างพลังงานเคมี ทีมวิจัยพบว่าปรสิตเพิ่งปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนน้อยมาก โดยไม่จำเป็นต้อง mitochondria ที่มันหายไปตามคำแนะนำทางพันธุกรรมอย่างน้อยหลายส่วนของกระบวนการที่ใช้ออกซิเจน - เช่นHenneguya salminicolaได้หายไปจีโนมยลซึ่งเซลล์สัตว์อื่น ๆ ต้องเพราะพวกเขามีคำแนะนำสำหรับการใช้ออกซิเจน ปรสิตช่วยประหยัดพลังงานโดยการสูญเสียจีโนมโดยไม่ต้องคัดลอกยีนสำหรับสิ่งที่ไม่ต้องการอีกต่อไป

แต่จะอยู่รอดได้อย่างไรโดยไม่ใช้ออกซิเจนในตอนแรก?

"เราสันนิษฐานว่ามันต้องดูดซับโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับการผลิตพลังงานจากเซลล์เจ้าบ้านซึ่งได้ทำส่วนหนึ่งของกระบวนการไปแล้ว" แอตกินสันกล่าว "การขโมยบางอย่างจากโฮสต์เป็นพื้นฐานของการกาฝาก!"

การเป็นสัตว์หมายความว่าอย่างไร?

เช่นเดียวกับการค้นพบที่สำคัญหลายครั้งการค้นพบนี้ไม่คาดคิดโดยสิ้นเชิงนักวิจัยหวังที่จะเปรียบเทียบจีโนมของปรสิตตัวเล็ก ๆ สองตัวและทุกครั้งที่พวกเขาพยายามเรียกใช้Henneguya salminicolaบางสิ่งบางอย่างก็แปลกมาก เมื่อมองไปไกลกว่านั้นพวกเขาพบว่าเซลล์ของมันมีถุงว่างเล็กน้อยซึ่งครั้งหนึ่งไมโตคอนเดรียอาจเคยอยู่

"การค้นพบนี้ได้ขยายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับความหมายของการเป็น 'สัตว์' โดยแสดงให้เห็นว่าแม้แต่สิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนก็สามารถพัฒนาไปสู่ความสำเร็จในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจนได้ "การรู้ว่าสัตว์ที่ไม่ใช้ออกซิเจนสามารถมีอยู่ได้แจ้งเตือนเราถึงความจริงที่ว่าเราต้องมองหาสิ่งนี้ในสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นและอาจมองไปในสภาพแวดล้อมแบบไม่ใช้ออกซิเจนสำหรับสัตว์ที่เราไม่เคยมองมาก่อนโดยเฉพาะสำหรับการวิจัยปรสิต myxozoan นั่นหมายความว่าเรา จะมองหาไมโทคอนเดรียที่ผิดปกติหรือขาดหายไปในสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ จากนี้ไปเพื่อพยายามค้นหาความเชื่อมโยงระหว่างโฮสต์เนื้อเยื่อและสิ่งแวดล้อมที่นำไปสู่การสูญเสียการทำงานของไมโทคอนเดรียเพื่อใช้ประโยชน์จากการเผาผลาญแบบไม่ใช้ออกซิเจน "

การค้นพบกลไกแบบไม่ใช้ออกซิเจนในปรสิตเหล่านี้ยังสามารถเปิดช่องทางใหม่สำหรับการรักษาได้เนื่องจากมีการใช้ยาเฉพาะเพื่อกำหนดเป้าหมายไปที่ปรสิตที่ไม่ใช้ออกซิเจนอื่น ๆ

ตอนนี้น่าสนใจ

ยูคาริโอสองอื่น ๆ ที่มีการสูญเสียของพวกเขา mitochondria Giardia, พยาธิลำไส้และปรสิตที่เป็นสาเหตุของการติดเชื้อ Trichomoniasis ติดต่อทางเพศสัมพันธ์หรือ "trich" เรียกว่าvaginalis Trichomonas