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在我們看來，有一些“真理”是永遠不會改變的，比如熵永遠不會減小，沒有任何東西的速度可以超過光速，以及所有多細胞生物需要氧氣才能生存……

然而，最近的一項新的研究結果，讓我們或許要對最後一個例子進行新的審視。

這是一種有點類似水母的寄生蟲，名為Henneguya salminicola（鮭居尾孢蟲），科學家剛剛發現，這種寄生蟲沒有線粒體基因組——這是已知的首個沒有線粒體基因組的多細胞生物。這意味著這些多細胞生物是不呼吸氧氣的，也就是說它們的生存完全不依賴於氧氣。這一發現撼動了我們對地球生命生存方式的理解。

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為什麼在這種生物體內沒有發現線粒體基因組，會令生物學家如此震驚？

我們所見過的每一種動植物都是真核生物。最早的一批生物體是一些像現代細菌一樣的簡單細胞。慢慢地，其中一些細胞的內部開始變得越來越複雜。這些真核生物的細胞內發展出了許多專門的裝置，線粒體就是其中之一。生物學家認為，線粒體曾是一種自由生存的細菌，它們通過被一種更大的古生菌所吞噬吸收，在共生關係下共同進化，最終這些細菌成為了對呼吸過程至關重要的線粒體。

線粒體讓生物擁有代謝氧氣的能力，這是一種能將食物和氧氣轉化為能量的細胞器，這個轉化過程被稱為有氧呼吸。除了紅細胞外，我們身體裡的每一個細胞都有大量的線粒體，它們分解氧氣，產生一種叫做三磷酸腺苷（ATP）的分子，為多細胞生物的細胞過程提供能量。

我們知道，一些適應低氧或無氧環境的單細胞真核生物也不具有線粒體基因組，或者它們的線粒體不能行使其功能，這些生物是不需要依靠氧氣就能大量繁殖的厭氧生物。但生物學家普遍認為，更復雜的多細胞生物是無法在沒有線粒體的情況下生存的。

直到這次，一個國際小組在對寄生動物H. salminicola進行基因測序時，得出了令人大跌眼鏡的發現。

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H. salminicola是一種常見於鮭魚的寄生蟲，它是一種刺胞動物，與珊瑚蟲、水母和海葵屬於同一門。當鮭魚吃了含有這些寄生蟲的蠕蟲時，這種寄生蟲就會進入鮭魚的肌肉中。在魚體內，這些寄生蟲看起來就像是從肌肉組織中滲出的白色氣泡，雖然其樣貌可能令人感到不適，但它們對鮭魚是無害的，會在被感染的鮭魚的整個生命週期中與之共存。

○ 已經失去了線粒體基因組的H. salminicola，它們常以鮭魚為宿主。當鮭魚死亡時，這些寄生蟲會釋放出微小的孢子，然後被這種寄生蟲的另一個宿主——蠕蟲吃掉。| 圖片來源：Stephen Douglas Atkinson

在新的研究中，生物學家對它們的DNA進行了測序，結果發現——它們根本沒有線粒體DNA。一開始，研究人員還以為他們在測序過程中出現了錯誤，於是重複了這項工作，但第二次仍然沒能發現任何線粒體DNA的跡象。

這表明，H. salminicola已經失去了線粒體基因組，也失去了有氧呼吸的能力，以及幾乎所有與轉錄和複製線粒體有關的核基因。但它們也與一些單細胞生物一樣，具有與線粒體相關的細胞器，但這些細胞器並不能產生呼吸所需的酶。

對於這個結果，研究人員感到非常困惑。於是他們用同樣的測序方法，對H. salminicola的一種近親Myxobolus squamalis進行了DNA測序，這也是一種常見於魚體內的刺胞寄生蟲。這一次，他們發現了線粒體基因組的痕跡。

結合這些研究結果，科學家認為他們首次發現了可以在低氧、無氧環境下生存的多細胞生物。

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那麼，這些動物究竟是如何倖存下來的？目前，這仍然是一個謎。研究人員認為，這些微小的寄生蟲經歷了過一個“逆向”進化的過程，一種基因簡化，使它們變得更像單細胞生物。可以說，它們基本上從一種可以自由生活的水母祖先進化成了我們今天所看到的簡單寄生蟲——它們不僅失去了生產ATP的細胞器，還失去了組織、神經細胞和肌肉。

H. salminicola已經丟失了大部分原始的水母基因組，但卻奇怪地保留了一種類似水母蟄刺細胞的複雜結構。它們用這種結構來依附於宿主身上，看起來這種結構就像是一雙眼睛一樣。

在這項研究中，研究人員沒有發現任何其他可供H. salminicola產生生存所必須能量的機制，這意味著它們或許能利用某種蛋白質從宿主那裡竊取ATP，但這一點目前還有待確定。

在論文中，研究人員寫道：“我們的發現證實，對厭氧環境的適應並不是單細胞真核生物所獨有的，多細胞寄生動物也能進化出這種適應性。”這是一個了不起的發現，它有助於我們理解生命是如何運作的，讓我們意識到，雖然我們一直認為線粒體是真核生物更為複雜的生活方式背後的主要動力，但進化可以把生命帶向有趣的方向。

https://www.pnas.org/content/early/2020/02/18/1909907117