العلماء يكتشفون أول كائن على الإطلاق لا يحتاج إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة!

تبدو بعض الحقائق حول الكون وتجربتنا فيه ثابتة. السماء فوقنا، والجاذبية تسحبنا، ولا شيء يمكن أن يسافر أسرع من الضوء، والكائنات متعددة الخلايا تحتاج إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة. لكن قد نحتاج لإعادة النظر في هذه الحقيقة الأخيرة. إذ قام العلماء في عام 2020، باكتشاف طفيلًا يشبه قنديل البحر لا يمتلك جينوم الميتوكوندريا، وهو أول كائن متعدد الخلايا يتم العثور عليه بدون هذا الجينوم. هذا يعني أنه لا يتنفس ولا يحتاج إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة. ويعد هذا الاكتشاف تحولًا جذريًا في فهمنا لكيفية عمل الحياة على الأرض، ويثير تساؤلات جديدة حول إمكانية وجود حياة لا تعتمد على الأكسجين خارج كوكب الأرض.

فقد بدأت الحياة في تطوير القدرة على استقلاب الأكسجين - أي التنفس - منذ حوالي 1.45 مليار سنة. ابتلعت خلية بدائية أكبر خلية بكتيرية أصغر، وبطريقة ما كانت هذه البيئة الجديدة مفيدة للطرفين، فبقيا معًا.

تلك العلاقة التكافلية أدت إلى تطور الكائنين معًا، وفي النهاية تحولت البكتيريا داخلها إلى عضيات تسمى الميتوكوندريا. كل خلية في جسمك باستثناء خلايا الدم الحمراء تحتوي على أعداد كبيرة من الميتوكوندريا، وهي ضرورية لعملية التنفس. حيث تقوم الميتوكوندريا بتفكيك الأكسجين لإنتاج جزيء يسمى أدينوسين ثلاثي الفوسفات، الذي تستخدمه الكائنات متعددة الخلايا لتشغيل العمليات الخلوية.

نعلم أن هناك تكييفات تسمح لبعض الكائنات بالازدهار في ظروف نقص الأكسجين. فبعض الكائنات وحيدة الخلية طورت عضيات متعلقة بالميتوكوندريا لعملية التمثيل الغذائي اللاهوائي؛ لكن إمكانية وجود كائنات متعددة الخلايا تعتمد حصريًا على التمثيل الغذائي اللاهوائي كانت موضوع جدلي علميًا.

حتى قام مجموعة من الباحثين بقيادة ديانا يهلومي من جامعة تل أبيب بإعادة النظر في طفيلي شائع يصيب السلمون يسمى هينيغويا سالمنيكولا (Henneguya salminicola)، حيث ينتمي هذا الطفيلي إلى شعبة اللاسعات، التي تشمل أيضًا الشعاب المرجانية وقناديل البحر وشقائق النعمان.

يستطيع هذا الكائن اللاسع الصغير البقاء في ظروف نقص الأكسجين، ولكن معرفة كيفية تحقيقه ذلك تتطلب فحص حمضه النووي - وهذا ما فعله الباحثون.

استخدم الباحثون تقنيات التسلسل العميق والمجهر الفلوري لدراسة هينيغويا سالمنيكولا عن كثب، ووجدوا أنه فقد جينوم الميتوكوندريا. بالإضافة إلى ذلك، فقد فقد القدرة على التنفس الهوائي، ومعظم الجينات النووية المرتبطة بنسخ وتكرار الميتوكوندريا. ومثل الكائنات وحيدة الخلية، طور هذا الطفيلي عضيات متعلقة بالميتوكوندريا، لكنها كانت غير معتادة أيضًا - حيث تحتوي على طيات في الغشاء الداخلي التي لا تُرى عادةً.

كما استخدم العلماء نفس طرق التسلسل والفحص المجهري في طفيلي قريب من نفس الشعبة يصيب الأسماك، يسمى Myxobolus squamalis، كعينة ضابطة، وأظهرت بوضوح وجود جينوم الميتوكوندريا.

وقد أظهرت هذه النتائج التي نُشرت في مجلة الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS)، أن هناك، أخيرًا، كائن متعدد الخلايا لا يحتاج إلى الأكسجين للبقاء.

ورغم أن هينيغويا سالمنيكولا لا يزال يمثل لغزًا، إلا أن فقدان الجينوم يتماشى مع اتجاه عام في هذه الكائنات - وهو التبسيط الجيني. فعلى مر العصور، تطورت هذه الكائنات من أسلاف قنديل البحر الحر إلى الطفيلي الأكثر بساطة الذي نراه اليوم.

وقد فقدت معظم الجينوم الأصلي لقنديل البحر، لكنها احتفظت - بشكل غريب - ببنية معقدة تشبه خلايا اللدغ في قنديل البحر. لكن لا تستخدم هذه الكائنات خلاياها للدغ، بل للالتصاق بمضيفيها، وهو تكييف تطوري من أسلوب الحياة الحر لقنديل البحر إلى نمط حياة الطفيلي. هذه الخلايا التي تشبه العيون يمكن رؤيتها في الصورة المرفقة، وتبدو وكأنها عيون صغيرة.

ومن الجدير بالذكر أن هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد مصايد الأسماك على تعديل استراتيجياتها للتعامل مع الطفيلي؛ رغم أنه غير ضار بالبشر، إلا أن لا أحد يرغب في شراء سمك السلمون المليء بقناديل البحر الغريبة الصغيرة.

ويُذكر أيضًا أن هذا الاكتشاف مذهل ويساعدنا على فهم كيفية عمل الحياة. حيث قال الباحثون في ورقتهم المنشورة في فبراير 2020: "اكتشافنا يؤكد أن التكيف مع بيئة لاهوائية ليس فريدًا بالكائنات وحيدة الخلية، بل تطور أيضًا في كائن حيواني متعدد الخلايا طفيلي. لذا، يوفر هينيغويا سالمنيكولا فرصة لفهم الانتقال التطوري من التمثيل الغذائي الهوائي إلى التمثيل الغذائي اللاهوائي الحصري."