鮭生粘孢蟲（Henneguya salminicola，可簡稱為H. salminicola），又稱鮭居尾孢蟲，是已知的首個沒有線粒體基因組的多細胞生物。鮭生粘孢蟲似乎有一對“眼睛”，實際上這對“眼睛”是帶刺的細胞，它們不含毒液，但在必要的時候將幫助寄生昆蟲抓住寄主。
形態特征
在顯微鏡下觀察時，這些孢子看上去就像藍色精子細胞，有兩條尾巴和一對橢圓形、類似外星人的眼睛。實際上這對“眼睛”是帶刺的細胞，它們不含毒液，但在必要的時候將幫助寄生蟲抓住寄主，在進化中它們失去了組織、神經細胞和肌肉，這些帶刺的細胞可能是它們進化歷程中唯一未消失的特征。
生活習性
鮭生粘孢蟲是一種感染水下植物病原線蟲和三文魚的致密肌肉組織的微小寄生昆蟲，屬于粘原蟲類（Myxozoan）寄生蟲。當宿主死亡時，孢子被釋放出來，這些孢子被蠕蟲吃掉，這些蠕蟲也可以成為寄生昆蟲的宿主。當鮭魚吃蠕蟲時，寄生蟲就會進入它們的肌肉，從而使它們被感染。組成它的細胞還不到10個，是由研究人員在鮭魚的肌肉中發現，在魚體內，這些寄生蟲看起來就像是從肌肉組織中滲出的白色氣泡，在其魚類寄主白肌內的假性囊腫中經歷增殖和孢子形成階段（白肌是一種具有厭氧代謝的組織），據稱，被該寄生蟲感染的魚會患有“木薯病”。
發現
2020年初，以色列臺拉維夫大學的一支研究小組對一種常見的鮭魚寄生蟲進行研究時發現，這種被稱為Henneguya salminicola的寄生蟲，是一種刺胞生物，與珊瑚、水母和海葵屬于同一動物門。盡管該寄生昆蟲在三文魚體內形成的囊腫很難看，但是它們對于鮭魚是無害的，并且會伴隨鮭魚生命周期一起共存。
Henneguya salminicola類似水母的寄生蟲，它們沒有線粒體基因組，這是迄今已知唯一沒有線粒體基因組的多細胞生物，意味著該生物不會呼吸，事實上，它的存在完全顛覆了人們對地球生物的廣義認知，因為它的生存完全不依賴氧氣。
隱藏在宿主體內的這些微小刺胞生物可以在缺氧條件下存活，如果不深入觀察該生物脫氧核糖核酸，很難揭曉它們是如何幸存下來的。
研究人員利用深度測序和熒光顯微鏡對Henneguya salminicola進行深入分析，發現它們已失去線粒體基因組，此外，也失去了有氧呼吸能力，幾乎所有參與轉錄和復制線粒體的細胞核基因都已喪失。
與單細胞動物一樣，它也進化出與線粒體相關的細胞器，但是它們非常獨特，其內膜上通常看不到褶皺。研究人員使用相關的測序和顯微鏡觀察方法觀察另一種寄生魚體的刺胞寄生昆蟲——Myxobolus squamalis，以此作為參照對比，清晰呈現線粒體基因組變化情況。
研究結果表明，Henneguya salminicola是一個多細胞生物，它不需要氧氣生存，但究竟它是如何幸存下來仍是一個謎團，它可能從宿主體吸取三磷酸腺苷，但該發現仍亟待驗證。
但是這種線粒體基因組損失與此類生物進化總體趨勢是一致的，這是一種基因簡化過程，經過多年之后，它們基本上從一種自由生存的水母祖先物種進化為現今我們所見到的更簡單的寄生昆蟲。
它們已失去水母遠古祖先大部分基因組，但令人感到奇怪的是，它們保留了一個類似水母刺細胞的復雜結構，不是用于刺傷獵物，而是依附于宿主，從而滿足從類水母生物進化至寄生蟲的生存適應。該寄生蟲的外形非常像眼睛，這個發現可能有助于漁業調整處理寄生蟲的策略，盡管寄生蟲對人類無害，但是沒有人愿意購買身體布滿眼狀寄生蟲的三文魚。
相關研究
科學家對鮭生粘孢蟲進行顯微鏡和基因組分析，結果顯示它與其他所有已知動物不同，它沒有線粒體基因組——這是儲存在動物線粒體內很小的基因組，卻具有至關重要的作用，其中包括負責呼吸的基因。基因組中幾乎沒有涉及線粒體基因組復制和翻譯的所有核編碼蛋白。有趣的是，鮭生粘孢蟲中編碼線粒體 DNA 聚合酶亞基的基因是假基因，其包含三個點突變，產生了過早的終止密碼子（移碼突變）。但鮭生粘孢蟲確實存在類似線粒體的細胞器（MRO），存在嵴（由膜的內陷形成），檢測到了參與嵴組織的基因，但它們不能產生許多呼吸所需的酶，不過它們確實擁有一種氧化酶且它們的類似線粒體且仍具有多種代謝功能。
這些發現都表明該生物能夠在沒有氧的情況下存活下來。類似于線粒體脫氧核糖核酸的結構表明這微小的寄生昆蟲經歷了一個進化的過程。線粒體 DNA 的缺失和有氧呼吸可能是 Henneguya 譜系中最近的進化事件。由于所有丟失其線粒體基因組的生物都生活在厭氧環境中，因此推測鮭生粘孢蟲中線粒體基因組的丟失都是由宿主中的低氧環境驅動的。
對來自于紅鱒魚三文魚（sockeye salmon, Oncorhynchus nerka）肌肉中的粘孢子蟲鮭生粘孢蟲（Henneguya salminicola）蛋白酶的生化特性進行了研究。寄生昆蟲的包囊中含有一種可溶的、不耐熱的蛋白酶，在pH=3.0時對血色素的水解具有最大活性，在pH=4.5時對鮭魚肌肉蛋白的水解具有最大活性。從金屬離子和巰基結合試劑獲得的抑制作用表明基參與了酶活性的表達。該酶不需要二硫鍵還原劑的初步活化，也沒有明顯的對二價金屬離子的需要。H.三文魚蛋白酶（H.salminicolaprotease）對鮭魚肌肉的水解強烈依賴溫度。盡管蛋白水解在30–40°C時發生的速率最高，但該酶在冰肌肉中仍然保持活性。在冷凍肌肉中，蛋白水解酶的活性一般是會完全被抑制的，但在長時間的冷凍儲存（-28°C）中，該酶僅輕微失活。寄生昆蟲的存在對生的或熟的肉的質地沒有明顯的影響。
專家解讀
以色列臺拉維夫大學生命科學學院和斯坦哈特自然博物館(Steinhardt Museum of Natural History)動物學院的Dorothée Huchon表示，此前有氧呼吸被認為存在于所有的動物中。然而，現在我們的研究已經證實，并不是所有的動物都是這樣。她提到，這一發現證明了進化可以朝著奇怪的方向發展。
特拉維夫大學進化生物學家Dorothée Huchon稱，它們失去了組織、神經細胞、肌肉，所有的一切，現在它們也失去了呼吸能力。但是這種基因組縮小化可能對鮭生粘孢蟲等寄生昆蟲具有一定優勢，讓它能盡可能快且頻繁地繁殖而茁壯成長。
Huchon指出，動物通常被認為是多細胞生物，有很多基因，進化得越來越復雜，而我們卻發現鮭生粘孢蟲是一種“完全相反”的生物，它是逆向進化，幾站進化成了單細胞動物。
該研究發現也證實了對厭氧環境的適應并非單細胞真核生物獨有，而是在多細胞寄生寄生蟲中也得到了進化。因此，該研究為了解從有氧代謝到無氧代謝的進化過渡提供了機會。
那么，如果沒有呼吸，鮭生粘孢蟲是如何獲得能量的呢。研究人員對此并不確定。研究人員指出，其他類似的寄生昆蟲也可以直接從感染宿主體輸入三磷酸腺苷（基本上是分子能量），鮭生粘孢蟲也可能具備此類行為，但它也可能使用無氧呼吸或類似的無氧呼吸，更深入的研究將有助于揭曉該動物的奇特基因組謎團。
研究意義
有助于科學家深入理解生物生存謎團，對厭氧環境的適應并不是單細胞真核生物生物所獨有，這也是從多細胞寄生物中進化形成的。
Henneguya salminicola為理解生物從有氧代謝至純厭氧代謝的進化轉變提供重要線索，目前該研究報告發表在近期出版的《美國國家科學院院刊》上。
參考資料 >