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无氧环境中的动物

虽然说,生命起源于几乎完全无氧的环境,氧对于生命来说是致命的。然而,在释氧光合生物起源之后,一切都发生了变化。生命不仅完全适应了有氧环境,而且迸发出更加美丽的光彩。现在地球上除了极少数厌氧细菌之类的生物,绝大部分生物的生活都离不开氧。就拿人来说,你可以几天不吃饭、不喝水或者不睡觉,但你无法不呼吸，哪怕只几分钟。而我们之所以呼吸,所需要的正是氧。

最近,由意大利马切科技大学海洋生物学家罗伯托·达诺瓦罗(Roberto Danovaro)领导的科研小组在地中海海底沉积物中首次发现了能终生在无氧环境中生活的多细胞动物。研究者在地中海海底探寻未知生物时发现,在无氧和高盐度的海底沉积物中,生活着3种属于铠甲动物门(Loricifera)的多细胞动物:Spinoloricus cinzia，Rugiloricus 和Pliciloricus。它们只有1毫米长,生活在海底沉积物中,可谓是地球上最恶劣的生存环境,以前人们对这一环境知之甚少。这一发现大大拓宽了人们对生命生存能力的认识,彰显了地球生物的多样性。此前,科学家曾发现一些细菌、病毒等单细胞生物能在无氧环境生存,但是却从未发现过能在无氧环境生存的多细胞动物。

这项研究还显示,这几种神奇的海底生物具有适应无氧环境的生理机制,它们的细胞内没有线粒体,为其提供能量的是与一些在无氧环境中生存的单细胞生物具有的"氢化酶体"类似的细胞器。这些生命形式的发现,对研究无氧环境中的多细胞动物开启了新思路,为人们提供了一窥地球过去生态状况的机会。(BMC Biology 2010,8:30 doi:10.1186/1741-7007-8-30)

早期微生物适应陆地干旱环境的策略

在季节性湖泊中,随着季节变化,蓄水量会发生剧烈波动,甚至出现暂时性的枯竭。为了适应这种情况,局域性微生物的生物化学组成也会随之变化。最近,研究者在调查美国俄勒冈州沃纳谷中的湖泊群后发现,在季节性干旱条件下崛起的微生物席与碱性蒸发湖泊中的微生物群落具有相似的脂类组成,即蜡酯的含量和平均链长都明显偏高。当水份充足的季节来临时,蜡酯会被皂化,产生乙醇和有机酸基团。这些物质可以被存活下来的下一代微生物利用,以形成建造细胞膜的脂类。

之前,研究者在实验室中发现,原核生物在高温、缺氮或缺铁的条件下能够在细胞外或细胞内积聚蜡酯,并且蜡酯的链长和不饱和度与细菌的生长温度有关。因此蒸发环境可能也是控制蜡酯形成的因素之一。研究者认为,制造蜡酯是一种适应干旱环境的演化策略,因此蜡酯在微生物向陆地进军的过程中扮演了非常关键的角色。事实上在自然界中,热水环境可以产生非生物成因的蜡酯。或许生物正是模仿这一过程而创造了产生蜡酯的方法,从而得以逐渐适应干旱的陆地环境。(Geology 2010,38:247-250)