proč ptakopysk nikdy nebude mít žaludek

bizarně mnoho druhů zvířat, jako je kapr a ptakopysk, ztratilo své žaludky v evoluční minulosti a nový výzkum naznačuje, že se nikdy nemusí vyvíjet orgány zpět.

žaludek je část střeva, kde probíhá hlavní část trávení. Žlázy v tomto orgánu vylučují enzymy známé jako pepsiny, které rozkládají bílkoviny, a silné kyseliny, které změkčují potraviny a pomáhají enzymům pracovat. Žlázy se poprvé objevily asi před 450 miliony let a představují evoluční inovaci, která se vyskytuje výhradně u čelistních tvorů s páteří.

překvapivě žaludeční žlázy, které definují žaludek, chybí u řady čelistních obratlovců. V roce 1805 francouzský zoolog Georges Cuvier zjistil, že mnoho teleostů nebo největší živá skupina ryb, jako je rodina kaprů, postrádá žaludky. Posledních 200 let výzkumu naznačuje, že až 27 procent, konzervativně řečeno, všech druhů teleost může postrádat žaludky. Primitivní kostnaté ryby, jako jsou lungfish a některé chrupavčité ryby, jako jsou chiméry, ztratily také orgány.

ryby nejsou jedinými tvory, které mohou postrádat žaludky. Všichni monotremové nebo savci snášející vejce, jako je ptakopysk a echidna, také v průběhu evoluce ztratili žaludky.

vědci přemýšleli, jestli všechny tyto příklady ztráty žaludku mají něco společného. Vědci navíc chtěli vědět, zda by tato zvířata mohla jednoho dne znovu objevit žaludek. Existuje celá řada evolučních instancí druhů, které přestavují složité rysy; například, řada hůlkového hmyzu zjevně znovu objevila křídlo.

specifika ztráty žaludku

vzhledem k tomu, že mnoho zvířat má nyní sekvenované genomy, vědci zkoumali 14 druhů se žaludky a bez nich, aby zjistili, jaké geny mohou všichni chybět. Vědci zjistili, že u všech zkoumaných druhů byla ztráta žaludku jasně spojena s úplnou ztrátou genů zodpovědných za pepsin a trávení kyselinou.

vědci naznačují, že předci těchto druhů bez žaludku rostli v závislosti na dietách, u nichž trávení pepsiny a kyselinami nebylo pravděpodobné nebo dokonce možné. Například diety bohaté na křídové skořápky nebo spodní bahno mohou neutralizovat žaludeční kyseliny. Pokud by se tyto druhy přizpůsobily k přežití bez potřeby žaludku, geny pro jeho funkci by pak mohly být ztraceny mutací v průběhu času bez špatného účinku. Tyto geny mohou být energeticky nákladné na údržbu, což by mohlo urychlit jejich ztrátu, pokud by byly nadbytečné.

vyšetřovatelé poznamenali, že ztráta těchto genů naznačuje, že znovuobjevení žaludku u těchto druhů je vysoce nepravděpodobné. Ačkoli druhy mohou znovu vyvinout složité rysy, minulý výzkum zjistil, že předkové těchto druhů si zachovali geny pro tyto vlastnosti,a jejich potomci geny pouze reaktivovali. Naproti tomu druhy bez žaludku, které vědci analyzovali, zjevně ztratily komplexní geny pro trávení žaludku za hranicí zotavení.

“zdá se, že jakmile je žaludek ztracen,to jsou všichni lidé,” řekl LiveScience autor studie Jonathan Wilson, srovnávací fyziolog na interdisciplinárním Centru pro mořský a environmentální výzkum na univerzitě v Portu v Portugalsku.

znovuzískání žaludku

přesto by bylo možné, aby tyto druhy znovu získaly žaludky ve vzdálené budoucnosti, pokud přizpůsobí geny podobné těm pro trávení kyselinou a pepsinem. Tyto podobné geny “by teoreticky mohly vyvinout podobné funkce” jako ty, které jsou nezbytné pro žaludky, řekl LiveScience hlavní autor studie Filipe Castro,evoluční biolog na interdisciplinárním Centru pro mořský a environmentální výzkum University of Porto.

budoucí výzkum může hledat chybějící článek ve vývoji ztráty žaludku- “zvířata postrádající žaludek, ale zachovala si geny,” řekl Wilson. Vzhledem k tomu, že bez žaludků je nejméně 5000 druhů obratlovců, může být každá taková práce jako hledání “jehly v kupce sena”, dodal.

vědci mohou také zkoumat, proč se žaludek objevil a přetrvával v evoluci. “To pomůže pochopit fenomén ztráty,” řekl Castro.

a vědci mohou mít zájem zjistit, co by se stalo, kdyby geny pro trávení kyseliny a pepsinu byly vloženy zpět do druhů bez žaludku.

” dát žaludek do zvířete bez žaludku! Moderní techniky molekulární biologie by tento experiment mohly umožnit, ” řekl Castro.

Castro, Wilson a jejich kolegové podrobně popisují svá zjištění online. 4 v časopise Proceedings of the Royal Society B.

Sledujte nás @livescience, Facebook & Google+. Původní článek o LiveScience.