کشف یک موجود زنده که می‌تواند بدون اکسیژن به حیات خود ادامه دهد!

برخی از حقایق مرتبط با هستی و تجربه ما در آن، ظاهرا تغییرناپذیر به نظر می‌رسند. آسمان در بالا قرار داشته و نیروی جاذبه نیز ما را به سمت پایین می‌کشد. هیچ‌چیزی نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند. موجودات چندسلولی جهت ادامه زندگی به اکسیژن نیاز دارند. ظاهرا باید درباره آخرین مورد تجدیدنظر کنیم.

محققان به‌تازگی دریافته‌اند که انگل‌هایی شبیه به عروس دریایی وجود دارند که ژنوم میتوکندری را در خود جای نداده‌اند. این گونه تنها موجود چندسلولی است که از این ژنوم برخوردار نیست. این موضوع به این معناست که این انگل نفس نمی‌کشد. در حقیقت، این انگل بدون وابستگی به اکسیژن می‌تواند به حیات خود ادامه دهد.

این یافته نه‌تنها درک ما از زندگی بر روی زمین را تغییر می‌دهد، بلکه پیامدهایی را در زمینه تحقیقات مرتبط با فرازمینی‌ها به دنبال دارد.

حدود 1.45 میلیارد سال پیش، حیات بر روی کره زمین با سوخت‌و‌ساز اکسیژن پیشرفت کرد. یک باکتری باستانی بزرگ‌تر یک باکتری کوچک‌تر را بلعید و به طریقی، خانه جدید باکتری بلعیده‌شده برای میهمان و میزبان مناسب بود و هر دو گونه توانستند که به همراه یکدیگر به حیات خود ادامه دهند.

این رابطه زیستی منجر به تکامل این دو موجود در کنار یکدیگر شد. سرانجام باکتری درونی به یک اندامک تبدیل شد و دانشمندان نام آن را میتوکندری گذاشتند. تمامی سلول‌های بدن انسان‌ها به غیر از گلبول‌های قرمز خونی، مقدار زیادی میتوکندری را در خود جای‌داده و در واقع وجود این اندامک جهت انجام فرآیند تنفس لازم و ضروری است.

میتوکندری‌ها اکسیژن را تجزیه کرده و مولکولی به نام آدنوزین تری‌فسفات را تولید می‌کنند. اندام‌های موجودات چندسلولی از آدنوزین تری‌فسفات جهت تأمین انرژی فرآیندهای سلولی بهره می‌برند.

می‌دانیم که برخی از موجودات می‌توانند در شرایط کم‌اکسیژنی نیز دوام آورده و شکوفا شوند. برخی از موجودات تک‌سلولی اندامک‌های مرتبط با میتوکندری‌ها را در خود جای داده و از آن‌ها جهت سوخت‌وساز بدون اکسیژن استفاده می‌کنند. اما امکان وجود چنین قابلیتی در موجودات چندسلولی مدت‌هاست که باعث شکل گرفتن بحث‌هایی در میان محققان شده است.

این شک و تردیدها همچنان وجود داشتند تا اینکه تیمی به سرپرستی دایانا یاهالومی (Dayana Yahalomi) از دانشگاه تل‌آویو اسرائیل تصمیم گرفت تا به یک انگلی مرسوم در ماهی‌های قزل‌آلا که Henneguya salminicola نام دارد، نگاهی تازه بیندازد.

حیات بدون اکسیژن

این انگل نوعی کیسه‌تن بوده و متعلق به پناهگاهی شبیه به مکان زندگی مرجان‌ها، عروس‌ها و شقایق‌های دریایی است. هرچند که کیسه‌ای که توسط این انگل در بدن ماهی‌ها ایجاد می‌شود خوشایند نیست، اما ضرری به این موجودات نرسانده و در چرخه حیات ماهی‌های قزل‌آلا همراه آن‌ها خواهد بود.

این انگل به‌صورت مخفی در بدن میزبان خود قرار گرفته و می‌تواند در صورت عدم وجود اکسیژن، همچنان به حیات خود ادامه دهد. البته فهمیدن شیوه انجام این کار بدون بررسی DNA این موجود بسیار سخت بوده و این همان کاری است که این تیم تحقیقاتی اسرائیلی آن را انجام داده است.

این تیم از توالی عمیق و میکروسکوپ‌های تشعشعی بهره برده تا H. salminicola را از نزدیک مطالعه کنند و همچنین پی بردند که این موجود، ژنوم‌های میتوکندری خود را از دست داده است. به علاوه، این انگل ظرفیت انجام تنفس هوازی و همچنین تقریبا تمامی ژن‌های هسته‌ای خود جهت رونویسی و تکرار میتوکندری‌های را نیز از دست داده است.

همانند اندام‌های موجودات تک‌سلولی، این انگل نیز اندامک‌های مرتبط با میتوکندری را در خود جای داده بود، اما این موضوع غیرمعمولی نیز هست. این موجودات لایه‌هایی را در غشای داخلی خود دارند که معمولا دیده نمی‌شوند.

همان تکنیک ترتیب‌گذاری و میکروسکوپ تشعشعی در مطالعه یک گونه بسیار مشابه دیگر به نام Myxobolus squamalis به‌کار گرفته شد و به‌وضوح ژنوم میتوکندری را نشان داد. این نتایج حداقل در اینجا نشان می‌دهند که این انگل‌ها اندام‌های چندسلولی بوده که جهت ادامه حیات خود به اکسیژن نیاز ندارند.

شیوه دقیق این سازوکار هنوز به‌صورت یک راز باقی مانده است. یکی از دلایل دوام حیات این موجودات می‌تواند استفاده از آدنوزین تری‌فسفات میزبان خود باشد، اما این موضوع نیز هنوز مشخص نشده است.

اما عدم استفاده از اکسیژن با روند کلی حیات این موجودات همخوانی دارد. این شیوه حیات در واقع یکی از روندهای ژنتیکی این موجودات به شمار می‌رود. در طول سالیان متمادی، این گونه‌ها از اجداد خود که عروس دریایی آزاد بودند، به سمت انگل‌های ساده امروزی تنزل پیدا کرده‌اند.

حیات بدون اکسیژن

این انگل‌ها بخش اعظمی از ژنوم عروس‌های دریایی اصلی را از دست داده‌اند، اما به‌ طرز عجیبی ساختار یاخته‌ای گزنده شبیه به نمونه‌های موجود در عروس‌های دریایی را در خود حفظ کرده‌اند. این انگل‌ها از این سلول‌ها جهت نیش زدن استفاده نمی‌کنند، بلکه از آن‌ها جهت چسبیدن به میزبان خود بهره می‌برند. این انگل‌ها نیاز داشتند تا سازگاری تکاملی مشابهی را از اجداد خود به ارث ببرند. می‌توانید در تصویر بالا این یاخته‌های گزنده را مشاهده کنید؛ همان‌هایی بوده که شبیه به چشم هستند.

این یافته باعث می‌شود تا صیادان استراتژی خود را نسبت به این انگل‌ها تعدیل کنند. هرچند که این موجودات برای انسان‌ها خطری ندارند، اما هیچ کسی دوست ندارد که ماهی‌هایی حاوی این انگل‌ها را خریداری کند.

این پژوهش نیز یکی دیگر از شگفتی‌های حیات را به ما نشان داد. این محققان در مقاله خود نوشتند: “یافته‌های ما نشان داد که تطابق با محیط‌های بدون اکسیژن صرفا متعلق به یوکاریوت‌های تک‌سلولی نیست، بلکه این ویژگی در موجودات انگلی چندسلولی نیز تکامل یافته است. ازاین‌رو، گونه H. salminicola این فرصت را در اختیار ما قرار داد تا تحول تکاملی سوخت‌‌و‌ساز از یک محیط هوازی به یک محیط غیرهوازی را درک کنیم.”

این پژوهش در نشریه PNAS منتشر شده است.

منبع sciencealert

یه نظری بده!

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

از دیدگاه شما سپاسگزاریم