科学家发现首个已知不呼吸的动物

News By Brandon Specktor published February 24, 2020 这是地球上第一个被证实没有线粒体基因组，也无法呼吸的动物。

当被称为 Henneguya salminicola 的寄生性团块将其孢子沉入美味的鱼肉中时，它并不会屏住呼吸。 这是因为 H. salminicola 是地球上唯一已知的不呼吸的动物。

如果你一生都在感染鱼类和水下蠕虫的密集肌肉组织，就像 H. salminicola 所做的那样，你可能没有太多机会将 oxygen 转化为能量。 然而，地球上所有其他科学家有机会对其 DNA 进行测序的多细胞动物都具有一些呼吸基因。 根据今天（2 月 24 日）发表在 Proceedings of the National Academy of Sciences 杂志上的一项新研究， H. salminicola 的基因组中没有这些基因。

对该生物的显微镜和基因组分析显示，与所有其他已知动物不同， H. salminicola 没有线粒体基因组 —— 这是存储在动物 mitochondria 中的一小部分但至关重要的 DNA ，其中包括负责呼吸的基因。

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虽然这种缺失是生物学上的首例，但对于这种古怪的寄生虫来说，这很奇怪地符合其特性。 与来自粘孢子虫纲的许多寄生虫（一组与水母有远亲关系的简单、微观的游泳者）一样， H. salminicola 可能曾经看起来更像它的水母祖先，但已经逐渐进化到几乎没有任何多细胞特征。

以色列特拉维夫大学的进化生物学家、该研究的合著者 Dorothée Huchon 告诉 Live Science：“它们失去了组织、神经细胞、肌肉，所有的一切。 现在我们发现它们已经失去了呼吸能力。”

每个 H. salminicola 孢子的细胞核在荧光显微镜下发出绿光。 通过显微镜和基因测序，研究作者了解到 H. salminicola 是唯一已知的没有线粒体 DNA 的动物。（图片来源：Stephen Douglas Atkinson）

Huchon 说，对于像 H. salminicola 这样的寄生虫来说，这种遗传缩小可能具有优势，它们通过尽可能快和尽可能频繁地繁殖而茁壮成长。 粘孢子虫拥有动物王国中最小的基因组之一，这使它们非常有效。 Huchon 说，虽然 H. salminicola 相对良性，但该家族中的其他寄生虫已经感染并消灭了整个渔业种群，使其对鱼类和商业渔民都构成威胁。

当看到 H. salminicola 以白色、渗出的气泡从鱼肉中冒出来时，它看起来像一系列单细胞团块。（感染 H. salminicola 的鱼被称为患有“木薯病”。）只有寄生虫的孢子显示出任何复杂性。 在显微镜下观察时，这些孢子看起来像带有两条尾巴和一对椭圆形外星人眼睛的蓝色精子细胞。

Huchon 说，那些“眼睛”实际上是刺细胞，其中不含毒液，但有助于寄生虫在需要时附着到宿主身上。 这些刺细胞是 H. salminicola 在其进化缩小的过程中没有抛弃的少数特征之一。

Huchon 说：“动物通常被认为是具有大量基因的多细胞生物，这些基因进化得越来越复杂。 在这里，我们看到一种完全相反的生物。 它们已经进化到几乎是单细胞的。”

那么，如果 H. salminicola 不呼吸，它是如何获得能量的呢？ 研究人员不太确定。 根据 Huchon 的说法，其他类似的寄生虫具有可以从受感染宿主直接导入 ATP（基本上是分子能量）的蛋白质。 H. salminicola 可能正在做类似的事情，但需要对这种奇怪生物的基因组（无论如何，剩下的是什么）进行进一步研究才能找出答案。