科学家首次发现不用呼吸的动物:没有线粒体的它们,是怎么活下来的?

发布时间:2024-09-02

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科学家首次发现了一种不需要呼吸的动物 - 鲑居尾孢虫。这种寄生在鲑鱼体内的微小生物打破了我们对动物生存的基本认知,为生物学研究开辟了新的领域。

线粒体是动物细胞中负责能量生产的“发电厂”。它通过有氧呼吸将食物转化为细胞所需的能量(ATP)。在典型的有氧呼吸过程中,一分子葡萄糖可以产生30-38个ATP分子,能量转换效率高达40%。然而,鲑居尾孢虫体内竟然没有线粒体基因组,这意味着它无法进行传统的有氧呼吸。

那么,这种奇特的生物是如何生存的呢?研究者们推测,鲑居尾孢虫可能通过直接吸收宿主细胞中的现成养分来获取能量。这种生存策略虽然效率较低,但对于寄生在几乎无氧环境中的生物来说,却是一种巧妙的适应。此外,失去线粒体基因组可能还为鲑居尾孢虫带来了额外的优势 - 它可以更快地繁殖。

有趣的是,鲑居尾孢虫并不是唯一能在低氧环境下生存的动物。裸鼹鼠,一种生活在非洲的啮齿类动物,可以在完全没有氧气的情况下存活长达18分钟。更令人惊讶的是,在人类几分钟就会死亡的低氧环境中,裸鼹鼠甚至可以存活5小时以上。

裸鼹鼠的生存秘诀在于它们能够切换能量来源。在缺氧条件下,它们的脑细胞会开始燃烧果糖而不是葡萄糖,产生足够的能量维持生命。这种独特的代谢方式在动物界极为罕见,为研究缺氧相关疾病(如中风和心脏病)提供了新的思路。

这两种生物的发现不仅挑战了我们对动物生存条件的传统认知,还为我们理解生命的多样性和适应性提供了新的视角。它们的存在表明,生命可以在我们想象不到的极端条件下找到生存之道。

对于医学研究而言,这些发现可能带来革命性的突破。如果人类细胞也能像裸鼹鼠一样在缺氧条件下切换能量来源,那么我们或许能找到治疗缺氧相关疾病的新方法。而对于鲑居尾孢虫的研究,则可能帮助我们更好地理解线粒体在动物进化中的作用。

总的来说,鲑居尾孢虫和裸鼹鼠的发现提醒我们,生命的奥秘远未被完全揭示。它们的存在挑战了我们对“动物”定义的固有观念,也为我们探索生命的极限提供了新的方向。随着研究的深入,我们或许能从这些奇特生物身上获得启发,不仅增进对生命的理解,还可能为人类健康带来新的希望。