5.5亿年前的增氧事件推进动物演化

丝盘虫

牛津大学的科学家们近日发现了能解释5.5亿年前多细胞生物起源的重要线索，那时的大气含氧量从3%迅速升高到了21%，和现在的含氧量相同。

由C.Schofield教授带领的团队发现，人体检测氧气的原理和最原始的动物——丝盘虫（Trichoplax adhaerens）是相同的，因此，这种氧气检测系统可能在5.5亿年前动物起源时就出现了。

这项发现将发表在2011年1月的《欧洲分子生物学组织简报》（EMBO Reports）上，它讨论了人体怎样感知和检测氧气，以及氧气含量怎样推动早期动物演化。 Schofield 教授说：“对多细胞生物而言，有足够的氧供给每一个细胞是非常重要的，因此大气氧含量升高为多细胞生物起源创造了可能。

“然而相对原始单细胞生物，多细胞生物还面临着一项挑战。由于细胞聚集成团，氧就不能直接从表面扩散到内部了。我们推测，这一困境推动了丝盘虫的祖先发展出能感知氧浓度的系统，以便在细胞缺氧时采取补救措施。”

拥有了这种能力，动物便能更好地在低氧条件下存活。例如，若人体由于高原反应或强体力活动而缺氧，这一系统便能有所反应，防止中风、心脏病发作等。丝盘虫是一种小型海生动物，它没有器官的分化，只有五种细胞类型，看上去就像变形虫。科学家们分析了丝盘虫在缺氧条件的反应，发现这和人体应对缺氧的机制相同——毫不夸张地说，把丝盘虫体内起关键作用的酶放在人体细胞里，它也能发挥正常作用。

他们还察看了几种其它动物的基因组，发现多细胞动物普遍存在这种机制，而最原始的单细胞动物却没有，可见该机制是随着多细胞动物一同起源的。

人体最关键的氧气感知酶如果出现异常，可能诱发红血球增多症。该研究也为治疗这种疾病提供了新思路。

了解从原始动物到人的演化历程，有助于我们深入了解细胞的运作过程。而了解常见的生化反应途径，是科学家们改善人类生活质量、延长人类平均寿命的重要基础。

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