許多微生物的生存可以沒有氧氣,有沒有不需要氧氣的動物呢?

2021-01-08 科學獵奇

神奇的大自然中生物千奇百怪,為了在不同的環境下更好的生存,不同的生物進化出了不同的能力,比如擁有「返老還童」能力的燈塔水母,就是在性成熟進行完分裂生殖後會由水母體重新回到初始的水螅體狀態下,這種能力使得被許多海洋生物當成食物的燈塔水母能夠一直保持相對穩定的數量。

一般情況下,我們認為大多數的生物的生存是離不開氧氣的,但是,凡事都有例外,在所有的生物中,厭氧生物就是不需要氧氣就能生存的一大類生物。而厭氧生物大都是微生物,那麼,在動物界中有沒有不需要氧氣也能生存的動物呢?答案是肯定的。下面我們簡單的來說幾種不需要氧氣就能生存的動物。

氨氧化菌,可以用作海水汙染處理

厭氧生物

厭氧生物之所以被稱為生物,而不是動物,就是因為大多數的厭氧生物都是細菌,而細菌屬於細菌界,而非動物界。在細菌界中的厭氧生物中,根據厭氧的程度可以分為:專性厭氧生物、兼性厭氧生物以及耐氧厭氧生物三種。其中,專性厭氧生物就是完全不靠氧氣生存,它們生活在無氧的環境下,靠無氧呼吸和發酵生存;兼性厭氧生物則是指在有氧的環境下,它們可以進行有氧呼吸,在無氧的環境下,它們亦可以進行發酵或者無氧呼吸;而耐氧厭氧生物則是指在有氧的環境下生存,但是不進行有氧呼吸的生物。

這三種厭氧生物最大的區別就是,專性厭氧生物在有氧的環境下會死,而兼性和耐氧厭氧生物則可以在無氧和有氧的環境下都能生存。不同的是,耐氧厭氧生物不進行有氧呼吸,完全靠發酵生存。我們常說的肉毒桿菌就屬於專性厭氧生物,而酵母則屬於兼性厭氧生物,溶組織梭菌則是耐氧厭氧生物的代表生物之一。

(上圖為肉毒桿菌)

有沒有不用氧氣就能生存的動物?

既然是動物,我們就只能從動物界中找了,而能夠滿足在無氧的條件下生存的動物屈指可數,目前就我知道的僅有兩種:

01 水熊

水熊是一種微小的動物,它生活在世界各地的苔蘚植物以及潮溼土壤的水膜中,它的體長不足1毫米,使用顯微鏡才能看到它。從顯微鏡底下看,水熊就像是一隻多足的小怪獸,它有著胖胖的身體,短粗的8條腿以及吸盤式的嘴巴。如下圖:

水熊屬於動物界緩步動物門異緩步綱下的動物,它之所以被人熟知就是因為它有著「超能力」,那就是「隱生」。隱生簡單來說,就是在極端環境下,身體會進入一種「假死」狀態,在該狀態下,它會將自己體內的水排出然後縮成一團,不需要進行任何的生命活動,一旦環境恢復,它會再次「復活」。

正是擁有如此強大的能力,可以讓水熊在缺水、低溫、高溫、缺氧等極端的環境下依然能夠生存,而且根據科學家的研究發現,水熊即使在沒有任何保護措施的情況下,可以在太空生存。因此,水熊算是一種在沒有氧氣的環境下可以生存的動物。但是,這並不代表水熊能一直待在無氧的環境下,根據實驗表明,水熊在完全無氧的環境的生存極限為5天左右,超過5天,它就會由「假死」變為「真死」。

02 鮭居尾孢蟲

鮭居尾孢蟲是一種寄生蟲,屬於動物界下的粘體動物。它是在今年的2月被以色列特拉維夫大學的科學家發現的新物種。鮭居尾孢蟲是一種寄生在鮭魚體內的寄生蟲,它們會將孢子注入到鮭魚的肉中。那麼,它為什麼不需要氧氣呢?

原因就出在它體內的線粒體上,線粒體是真核生物製造能量和細胞進行有氧呼吸主要場所,但是鮭居尾孢蟲則是因為缺少線粒體基因組,所以,它根本就不需要呼吸。

關於它無法呼吸也無法製造能量,身體是如何吸取能量的,到現在仍然是個謎。

總結

動物均為真核生物,而真核生物必備的線粒體本身就能夠進行有氧呼吸,所以,真核生物的生存才離不開氧氣。但是,水熊以其「隱生」的超能力,讓自己即使在無氧的環境下都能生存長達5天之久,而鮭居尾孢蟲則是直接在進化中拋棄了可以進行有氧呼吸的線粒體,所以,鮭居尾孢蟲是真正的且唯一的完全不靠氧氣就能長期生存的動物。下圖就是鮭居尾孢蟲在顯微鏡下的形態,你看它像什麼?

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    直到今天,在直徑達到940億光年的宇宙中,科學家們仍然沒有發現地球以外的任何星球有任何生命的痕跡。根據目前人類所掌握的知識,一顆星球想要孕育生命,必須要有合適的溫度、具有能夠屏蔽宇宙輻射的大氣層、能夠支持新陳代謝的水和氧氣、以及長時間保持這些條件的穩定環境。即便如此,這些因素加在一起也不等於生命的出現,只有在機緣巧合的情況下,一些複雜的分子結合起來,才有可能形成生命。
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    製造在泰坦星上產生氧氣的微生物,有多難?1000萬美元,讓科學家創造出一種能夠生產氧氣,能在泰坦星(即土衛六)冰冷的甲烷湖泊中繁衍的生物呢?」不久,他又發了一條推特:「這麼多億萬富翁,為何不掏出1000萬美元,讓科學家用遺傳學方法創造出一種能夠生產氧氣,能在泰坦星(即土衛六)冰冷的甲烷湖泊中繁衍的生物呢?」這些想法讓我覺得有些,呵呵,滑稽。首先我知道,一個物種不可能存在數億年時間。其次,創造一種生物來改造土星的衛星泰坦,就算有可能成功,投入的成本也必定超過某個億萬富翁的這點小錢。
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