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一項(xiàng)近日發(fā)表在《自然》雜志上的新研究表明,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種奇異生物,在高倍顯微鏡之下,它們的細(xì)胞邊緣呈現(xiàn)出一種放射狀結(jié)構(gòu),看上去就像是一顆微型太陽在散發(fā)著光芒。 根據(jù)介紹,這種奇異生物的發(fā)現(xiàn)要追溯到2011年,當(dāng)時(shí)科學(xué)家們從克羅地亞海域采集了一些海水樣本,主要目的是研究其中的一種常見的單細(xì)胞生物——海洋纖毛蟲(ciliates)。 在過去的十幾年時(shí)間里,這些纖毛蟲一直被活得好好的,但就在最近這段時(shí)間里,它們突然出現(xiàn)了大量死亡,而科學(xué)家在檢查這些原本以為已經(jīng)“報(bào)廢”的樣本時(shí),卻意外發(fā)現(xiàn)了一種此前從未被注意到的奇異生物。 這種生物隨后被命名為“Solarion arienae”,后續(xù)研究表明,它們是一種非常微小的單細(xì)胞真核生物,它們其實(shí)一直都在那里,只是因?yàn)槠潴w型太小、運(yùn)動(dòng)能力微弱,加上數(shù)量稀少,被大量的纖毛蟲掩蓋了蹤跡,此前才沒有注意到它們的存在。 (“Solarion arienae”的細(xì)胞橫截面示意圖。) 科學(xué)家表示,在生物學(xué)分類中,我們通常會(huì)用到“界、門、綱、目、科、屬、種”這樣的層級,在絕大多數(shù)時(shí)候,我們發(fā)現(xiàn)的新物種,基本上都是出現(xiàn)在“屬”或“種”這些細(xì)枝末節(jié)上。 然而“Solarion arienae”卻是一個(gè)極為罕見的例外,因?yàn)榛蚪M測序結(jié)果表明,它們的基因序列無法歸入現(xiàn)有的任何已知真核生物類群(如動(dòng)物、植物、真菌或已知的原生生物超類群),也就是說,它們不屬于已知生物的任何一個(gè)界。 引人注目的是,在對這種奇異生物進(jìn)行更加深入研究之后,科學(xué)家在其細(xì)胞內(nèi)的線粒體中,又有了一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)。 簡單來講,線粒體是一種廣泛存在于真核細(xì)胞中的細(xì)胞器,被稱為“細(xì)胞的動(dòng)力工廠”,關(guān)于線粒體的起源,科學(xué)界普遍認(rèn)同的是一種被稱為“內(nèi)共生學(xué)說”的理論。 該理論認(rèn)為,線粒體的祖先是一種自由生活的細(xì)菌,在遙遠(yuǎn)過去的某一天,一個(gè)較大的古菌吞噬了這個(gè)細(xì)菌,但并沒有消化它,而是與它達(dá)成了一種奇妙的共生關(guān)系(古菌提供保護(hù)和營養(yǎng),細(xì)菌提供能量),久而久之,細(xì)菌“交出”了自己的大部分基因,完全融入了宿主細(xì)胞,演化成了現(xiàn)代的線粒體。 然而這個(gè)過程中的具體過程一直模糊不清,因?yàn)楝F(xiàn)代絕大多數(shù)生物細(xì)胞內(nèi)的線粒體已經(jīng)進(jìn)化得太“完美”了,它們幾乎丟失了所有作為獨(dú)立細(xì)菌時(shí)的特征,只保留了最核心的“動(dòng)力功能”,而我們要尋找的,其實(shí)是那種處于“過渡期”的線粒體。 實(shí)際上,“Solarion arienae”的線粒體正好就是這樣的。在此次研究中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),“Solarion arienae”的線粒體之中攜帶了一個(gè)名為被稱為“secA”的基因,這種基因是負(fù)責(zé)編碼一種蛋白質(zhì),幫助細(xì)菌將其他蛋白質(zhì)跨膜運(yùn)輸。 我們可以將其簡單地理解為,“secA”基因是細(xì)菌獨(dú)立生存時(shí)的“物流系統(tǒng)”組件,所以當(dāng)線粒體徹底依附于細(xì)胞后,就不再需要自己獨(dú)立的“物流系統(tǒng)”。 而“Solarion arienae”的線粒體卻還保留著它,這就意味著,它們比我們已知的任何線粒體都更接近那個(gè)遠(yuǎn)古的細(xì)菌祖先,如此一來,無疑就為“內(nèi)共生學(xué)說”提供了非常有力的新證據(jù)。 就目前的情況來看,不屬于已知生物的任何一個(gè)界的“Solarion arienae”,已被科學(xué)家暫時(shí)歸入了一個(gè)新定義的真核生物超群(被稱為“Disparia”),相關(guān)的研究仍在進(jìn)行之中,期待在未來的日子里,科學(xué)家能有更多的發(fā)現(xiàn)。 參考資料:Rare microbial relict sheds light on an ancient eukaryotic supergroup, Nature (2025). https:///10.1038/s41586-025-09750-0 |
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