کشف اولین جاندار بی نیاز به اکسیژن دانشمندان را شوکه کرد!

جاندار بی نیاز به اکسیژن شاید چیزی بیشتر از یک تصور عجیب و غریب نباشد، اما جالب است بدانیم که اخیرا دانشمندان خبر از کشف جانداری دادند که برخلاف سایر موجودات زنده چند سلولی، برای بقا نفس نمی‌کشد!

برخی حقایق علمی و فیزیکی همیشه ثابت و واضح هستند؛ جاذبه ما را به پایین می‌کشد، آسمان بالای سر ماست، هیچ چیزی از نور سریع‌تر حرکت نمی‌کند و ارگانیسم‌های چند سلولی بدون اکسیژن می‌میرند. در حالی که سه حقیقت اول تاکنون نقض نشده‌اند، محققان به تازگی خبر از کشف یک جاندار بی نیاز به اکسیژن داده‌اند که در نوع خود بی‌نظیر است. در ادامه به بررسی این کشف عجیب و غریب خواهیم پرداخت.

نخستین جاندار بی نیاز به اکسیژن

این موجود عجیب و غریب یک انگل شبیه به عروس دریایی است که ژنوم میتوکندریا ندارد. این اولین بار است که یک ارگانیسم چند سلولی فاقد این ژنوم بوده و نداشتن این ژنوم یعنی ارگانیسم مورد نظر هیچ نیازی به نفس کشیدن و جذب اکسیژن برای زنده بودن ندارد. این کشف نه تنها تصور ما در مورد حیات بر روی زمین را تغییر می‌دهد، بلکه ممکن است باعث اکتشافات شگفت انگیزی در حوزه جستجوی حیات فرازمینی و موجودات فضایی در خارج از جو زمین هم شود.

توانایی موجودات زنده برای استفاده از اکسیژن به منظور ادامه حیات چیزی در حدود 1.45 میلیارد سال پیش شروع شد؛ در آن دوران جانداران تک سلولی باکتری‌ها را در خود جذب کردند و این اتفاق باعث شد که هردو طرف ماجرا سود کرده و هردو با هم تکامل یابند. این همزیستی تا جایی ادامه داشت که باکتری‌های موجود در تک سلولی‌ها تبدیل به اندامک‌هایی به نام میتوکندریا شدند که برای پروسه جذب و استفاده از اکسیژن در بدن موجودات زنده حیاتی هستند.

تمامی سلول‌های بدن ما به غیر از گلبول‌های قرمز میتوکندریا دارند؛ این اندامک به سلول اجازه می‌دهد که با استفاده از اکسیژن سوخت مورد نیاز فعالیت‌های خود را تامین کند. در حالی که وجود ارگانیسم‌های چند سلولی با قابلیت زنده ماندن در محیط‌های کم اکسیژن تایید شده و حتی برخی ارگانیسم‌های تک سلولی بدون اکسیژن هم زنده می‌مانند، این اولین بار است که یک موجود زنده کشف می‌شود که بیش از یک سلول دارد و در عین حال سوخت خود را با فعالیت میتوکندریا تامین نمی‌کند.

با این وجود دایانا یاهالومی (Dayana Yahalomi) از دانشگاه تل‌آویو اسرائیل به همراه همکارانش، پس از بررسی دقیق یک انگل ماهی سالمون موفق به کشف اولین  جاندار بی نیاز به اکسیژن در تمامی جهان شدند؛ این انگل هنگویا سالمینیکولا (Henneguya salminicola) نام دارد.

این جاندار بی نیاز به اکسیژن از خانواده‌ای مشابه مرجان‌ها و عروس‌های دریایی بوده و آثار وجود آن در بدن ماهی سالمون دیده نمی‌شود. وجود این انگل در بدن ماهی بی‌ضرر اعلام شده و گفته شده که در تمام چرخه زندگی ماهی انگل مورد نظر با آبزی هم‌زیستی می‌کند. برای چنین کاری ارگانیسم سالمینیکولا باید در محیطی خالی از اکسیژن زنده بماند و کشف مکانیسم چنین رفتاری بدون آنالیز دی ان ای موجود امکان‌پذیر نبود.

به همین خاطر یاهالومی و همکارانش با تعیین ترتیب توالی دی ان ای انگل و همچنین تصویربرداری میکروسکوپی فلوروسنس توانستند کشف کنند که سالمینیکولا ژنوم میتوکندریای خود را از دست داده، توانایی نفس کشیدن در آن وجود ندارد و تقریبا تمامی ژن‌های هسته‌ای لازم برای ساخت میتوکندریا در انگل مورد نظر غایب هستند.

البته مثل ارگانیسم‌های تک سلولی، این موجود زنده اندامک‌هایی مرتبط با میتوکندریا در خود دارد، اما اندامک‌های مورد نظر در داخل غشای خود ویژگی‌هایی غیرعادی دارند. برای اطمینان از نتایج، یاهالومی پژوهش‌های مشابهی را بر روی یک انگل ماهی دیگر انجام داد و نشان داده شد که انگل دیگر برخلاف سالمینیوکولا دارای ژنوم میتوکندریاست.

هنوز کسی دقیقا نمی‌داند که این جانور بی نیاز به اکسیژن چگونه به زندگی خود ادامه می‌دهد، اما به نظر می‌رسد که فرآیند ساده‌سازی ژنتیکی باعث شده تا در سیر تکامل، سالمینیکولا از اجداد عروس‌های دریایی به انگل ماهی سالمون تبدیل شود.

بررسی‌ها نشان می‌دهند که در تکامل انگل سالمینیوکولا، اکثر ژنوم عروس دریایی از بین رفته ولی در کمال تعجب ساختار پیچیده سلول‌های نیش عروس دریایی در این ارگانیسم باقی مانده است. البته این ساختار امکان نیش زدن را به انگل نمی‌دهد، اما برای چسبیدن به میزبان انگل مفید واقع می‌شود.

متخصصان می‌گویند که چنین کشفی می‌تواند برای بالا بردن کیفیت سالمون‌های پرورشی مفید باشد و با اینکه این  جاندار بی نیاز به اکسیژن ضرری برای انسان ندارد، خریداران دوست ندارند که در گوشتشان انگل‌هایی از خانواده عروس دریایی باشد. با این حال نتایج کشف دانشمندان اسرائیلی در مقیاس بزرگ‌تری قابل‌توجه است؛ یاهالومی می‌گوید که بررسی ساختار انگل مورد نظر درک ما از موجودات زنده ساکن زمین و اشکال مختلف حیات را گسترده‌تر می‌کند و مسیر تکامل از ارگانیسم وابسته به اکسیژن به ارگانیسم بی‌نیاز به این مولکول را روشن می‌کند.

مقاله کشف این محققان در ژورنال “PNAS” منتشر شده است.