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無嘴無肛門無腸道的蠕蟲

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在溫帶氣候的沙質海床中,一條好奇的扁蟲正在悶頭發育。它被稱為Paracatenula,它既沒有嘴巴,也沒有屁股,更沒有腸道。然而,這些缺憾并沒有給蠕蟲造成打擊——與細菌的共生關系使它保持活力。它們活蹦亂跳,事實上,已經這樣生存了超5億年。

究竟它是如何生存的?這一問題長期困擾著科學家們。現在,研究了Paracatenula和他們的細菌伙伴Riegeria之后,他們已經找到了答案。

幾千年來,這種細菌剔除了自身的基因組,所以現在只具有最重要的功能。它生活在被稱為營養體的特殊器官中,填滿了蠕蟲的主體腔。

細菌具有化能合成的功能,這意味著它們依靠化學過程來產生能量,而不是太陽光(光合作用)。他們利用二氧化碳和硫化氫之間的反應生成有機化合物,然后喂養蠕蟲。

這些食物含有脂類和蛋白質,也可能含有糖類,脂肪酸和維生素。

“我們還沒有在任何其他共生關系中看到過這樣的事——盡管基因組減少了,但是一種細菌可以產生許多不同的物質并使其可供宿主使用。”Max Planck海洋微生物研究所的海洋微生物學家Harald Gruber-Vodicka說。

這種共生關系通常涉及細菌的化能合成作用,因此這部分并不新鮮。但細菌供應宿主的方式卻是非常的了不起。

在依賴化能合成共生菌的所有其他已知生物中,宿主實際上通過消化細菌來獲得營養。這些共生細菌也通過輸運蛋白質來提供營養。

在Paracatenula和Riegeria的關系中并沒有觀察到這些機制。電子顯微鏡顯示:細菌分泌微小的液滴來提供養分,蠕蟲可以在不傷害其伙伴的情況下收獲能量。

“這有點像果園,”Gruber-Vodicka說道。 “細菌不斷地結出果實,蠕蟲會收獲。其他共生關系更像是收割玉米,共生細菌被完全割下來,蠕蟲消化了大部分細菌細胞。”

(這些時髦的生物也可以通過分裂自身,并從部分身體中生長出新的蠕蟲來無性繁殖。雖然和本文無關,但它真的很酷。)

事實上,它們似乎是一個完美的系統。每個人都得到他們需要的一切,沒有什么損耗。

“蠕蟲無法排泄,但似乎也沒有必要。細菌提供的所有產品顯然都是蠕蟲所需的。”Gruber-Vodicka說。

我們生活在一個多么神奇的世界啊。

該研究已在PNAS上發表。

本文譯自 sciencealert,由譯者 majer 基于創作共用協議(BY-NC)發布。

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