زندگی بدون نفس

براساس مطالعات پیشین،فرآیند تنفس سلولی بخشی‌جدانشدنی‌ازحیات‌سلول‌های یوکاریوتی جهت تولید انرژی موردنیازبرای فعالیت‌های داخل سلولی به‌شمار می‌رفت. به‌همین‌خاطر زنده بودن یا نبودن سلول‌ها و موجودات براساس توانایی انجام فرآیند تنفس گزارش می‌شود. حالا با شناسایی نوعی موجود دریایی جدید این معادلات برهم خورده است. 

در سال ۱۴۰۰ /۲۰۲۰ دانشمندان نوعی انگل شبیه چتر دریایی را کشف کردند که فاقد ژنوم میتوکندری است و این نشان‌ می‌دهد که در سلول‌های این انگل اندامک میتوکندری وجود ندارد. میتوکندری نوعی اندامک درون‌سلولی است که با انجام فرآیند تنفس سلولی، وظیفه تولید انرژی در سلول‌ها را برعهده دارد.این انگل اولین موجود چندسلولی است که باچنین فقدانی یافت شده. این موجود دریایی نفس نمی‌کشد و درواقع، زندگی خود را کاملا بدون وابستگی به اکسیژن می‌گذراند. این کشف فقط درک ما را از نحوه عملکرد حیات در زمین تغییر نمی‌دهد، بلکه حتی می‌تواند در مطالعات مربوط به جست‌وجوی حیات فرازمینی نیز اثرگذار باشد.بیش از چند میلیارد سال پیش، حیات در زمین شروع به توسعه توانایی خود برای سوخت‌وساز اکسیژن یعنی همان فرآیند تنفس کرد. یک آرکئون یا به‌اصطلاح باکتری باستانی بزرگ‌تر باکتری کوچک‌تری را در بر گرفت و به نوعی همزیستی جدید برای هر دو این باکتری‌ها ایجاد کرد که برای هر دو طرف مفید بود. این رابطه همزیستی به تکامل این دو ارگانیسم منجر شد و در نهایت باکتری‌های درون آن به اندامک‌هایی به‌نام میتوکندری تبدیل شدند.تمامی سلول بدن موجودات زنده به‌جز گلبول‌های قرمز دارای تعداد زیادی میتوکندری است و آنها برای فرآیند تنفس بسیار ضروری هستند. میتوکندری‌ها با شکستن مولکول اکسیژن، مولکولی به نام آدنوزین‌تری فسفات به وجود می‌آورند که ارگانیسم‌های چندسلولی از آن به‌عنوان انرژی یا سوخت مورد نیاز برای انجام فرآیند‌های سلولی استفاده می‌کنند.
   
مهمان بی‌هوا
تا پیش از این می‌دانستیم درنتیجه لزوم سازگاری با برخی شرایط خاص برخی ارگانیسم‌ها توانسته‌اند در شرایط کم‌اکسیژن نیز به رشد خود ادامه دهند. ازهمین رو برخی موجودات تک‌سلولی اندامک‌هایی را برای سوخت‌وساز بی‌هوازی تکامل داده‌اند. اما همیشه امکان وجود موجودات چندسلولی منحصرا بی‌هوازی موضوع برخی ازمطالعات علمی بوده است.درراستای همین تحقیقات، تیمی از محققان به رهبری دایانا یاهالومی به مطالعه انگل معمولی ماهی سالمون به نام هنجیا سالمینیکولا (Henneguya salminicola) پرداخت.  این انگل گونه‌ای از گزنده‌تباران است که به همان شاخه مرجان‌ها، چتر دریایی و شقایق‌ها تعلق دارد. اگرچه کیست‌هایی که در گوشت ماهی ایجاد می‌کندبدمنظره هستند، اما این انگل‌ها مضر نیستند و در تمام چرخه زندگی ماهی سالمون در بدن این ماهی زندگی می‌کنند.این انگل کوچک که درداخل میزبان خود قرار می‌گیرد، می‌تواند در شرایط کاملا بی‌هوازی زنده بماند. اما این‌که دقیقا چگونه این کار را انجام می‌دهد، بدون نگاه‌کردن به توالی ژنی یا همان دی‌ان‌ای آن دشوار است. در نتیجه محققان از توالی‌یابی عمیق و میکروسکوپ فلورسانس برای انجام تحقیقات خود استفاده‌ کردند و دریافتند که این انگل ژنوم‌میتوکندری‌ خود را از دست دادهاست. علاوه‌براین، ظرفیت تنفس هوازی و تقریبا تمام ژن‌های هسته‌ای را که در رونویسی و تکثیر میتوکندری نقش دارد،ازدست داده است. این انگل مانند موجودات تک‌سلولی، اندامک‌های مرتبط با میتوکندری را تکامل داده است اما آنها شکلی غیرعادی و چین‌هایی در غشای داخلی خود دارند که معمولا در سایر تک‌سلولی‌ها دیده نمی‌شوند.این نتایج نشان داد که بالاخره یک موجود چندسلولی وجود دارد که برای زنده‌ماندن نیازی به اکسیژن‌ندارد.این کشف می‌تواند به محققان علوم شیلات کمک کند تا استراتژی‌های خود را برای مقابله با انگل‌ها به‌روز کنند. اگرچه این نوع انگل برای انسان بی‌ضرر است، اما هیچ‌کس نمی‌خواهد ماهی سالمون پر از چتر دریایی عجیب‌وغریب بخرد. محققان در مقاله ابتدایی خود که ازنتایج این تحقیقات منتشرشد،توضیح دادند:«کشف ما تأیید می‌کند که سازگاری با یک محیط بی‌هوازی منحصر به تک‌سلولی‌ها نیست، بلکه در موجودات چندسلولی و انگلی نیز تکامل یافته است.ازاین رو،این انگل فرصتی برای درک انتقال تکاملی از متابولیسم هوازی به متابولیسم بی‌هوازی انحصاری را فراهم می‌آورد.»