在温带气候的沙质海床上,一只好奇的扁虫正在闷。它被称为帕拉坦努拉,它既没有嘴,也没有屁股,也没有肠道。然而,这些缺陷并没有对蠕虫造成打击——它与细菌的共生关系使它得以存活。他们活蹦乱跳。事实上,他们已经像这样生活了5亿多年。

它是如何生存的?这个问题长期以来一直困扰着科学家。现在,在研究了帕拉萨吞拉和他们的细菌伙伴里吉利亚之后,他们找到了答案。

几千年来,这种细菌已经消除了自己的基因组,所以现在它只有最重要的功能。它生活在一种叫做营养品的特殊器官中,充满了蠕虫的主腔。

细菌具有化学合成的功能,这意味着它们依靠化学过程来产生能量,而不是阳光(光合作用)。他们利用二氧化碳和硫化氢之间的反应来生产有机化合物和喂养蠕虫。

这些食物含有脂类和蛋白质,也可能含有糖、脂肪酸和维生素。

“在任何其他共生关系中,我们都没有见过这样的东西——尽管基因组减少了,但细菌可以产生许多不同的物质,并使它们可供宿主利用。”马克斯·普朗克海洋微生物研究所的海洋微生物学家哈拉尔德·格鲁伯-沃迪卡说。

这种共生关系通常涉及细菌的化学合成,因此这一部分并不新鲜。但是细菌供给宿主的方式令人惊讶。

在所有其他依赖化学合成共生细菌的已知生物体中,宿主实际上是通过消化细菌获得营养的。这些共生细菌也通过运输蛋白质来提供营养。

这些机制还没有被观察到的关系,帕拉坦努拉和瑞吉利亚。电子显微镜显示,细菌分泌微小的液滴来提供营养,蠕虫可以在不伤害伴侣的情况下获取能量。

“这有点像一个果园,”格鲁伯-沃迪卡说。“细菌保持结果,蠕虫会收获。其他共生关系更像是收获玉米。共生细菌被完全切断,蠕虫消化大多数细菌细胞。”

(这些时髦的生物也可以通过分裂自己和从身体的某些部位长出新的蠕虫来无性繁殖。虽然它与这篇文章无关,但它真的很酷。)

事实上,它们似乎是一个完美的系统。每个人都能毫无损失地得到他们需要的一切。

“蠕虫不能排泄,但似乎没有必要。细菌提供的所有产品显然都是蠕虫所需要的。”格鲁伯-沃迪卡说。

我们生活在一个多么神奇的世界里。

这项研究已经在PNAS发表。

这篇文章是从科学警报翻译过来的,由基于知识共享的翻译者majer发表。