miksi Vesinokkaeläimellä ei koskaan ole vatsaa

oudosti monet eläinlajit, kuten karppi ja vesinokkaeläin, menettivät vatsansa evolutiivisessa menneisyydessä, ja uudet tutkimukset viittaavat siihen, että ne eivät ehkä koskaan kehitä elimiä takaisin.

mahalaukku on se suolen osa, jossa ruoansulatus tapahtuu pääasiassa. Rauhaset tässä elimessä erittävät entsyymejä, joita kutsutaan pepsineiksi, jotka hajottavat proteiineja, ja vahvoja happoja, jotka pehmentävät ruokaa ja auttavat entsyymejä toimimaan. Rauhaset ilmestyivät ensimmäisen kerran noin 450 miljoonaa vuotta sitten, ja ne edustavat evolutiivista innovaatiota, jota esiintyy yksinomaan leukaperäisillä olennoilla.

yllättäen mahan määrittelevät maharauhaset puuttuvat useilta leuallisilta selkärankaisilta. Ranskalainen eläintieteilijä Georges Cuvier havaitsi vuonna 1805, että monilta telekopioilta eli suurimmalta elävältä kalaryhmältä, kuten karpeilta, puuttuu vatsa. Viimeisten 200 vuoden tutkimusten perusteella voidaan päätellä, että varovaisesti puhuen jopa 27 prosentilta kaikista teleostoslajeista saattaa puuttua vatsa. Alkeelliset luiset kalat, kuten lungfish ja jotkut rustokalat, kuten kimairat, menettivät myös elimet.

kalat eivät ole ainoita eläimiä, joilta voi puuttua vatsa. Myös kaikki monotremit eli munivat nisäkkäät, kuten vesinokkaeläin ja echidna, menettivät evoluution aikana vatsansa.

tutkijat pohtivat, onko kaikilla näillä esimerkeillä vatsavaivoista mitään yhteistä. Lisäksi tutkijat halusivat tietää, voivatko nämä eläimet jonain päivänä keksiä vatsan uudelleen. On olemassa useita evolutiivisia tapauksia, joissa lajit ovat kehittäneet monimutkaisia piirteitä; esimerkiksi useat tikkuhyönteiset ovat ilmeisesti keksineet Siiven uudelleen.

mahan häviämisen yksityiskohdat

koska monien eläinten genomit on nyt sekvensoitu, tutkijat tutkivat 14 lajia, joilla on vatsa ja joita ei ole, selvittääkseen, mitä geenejä niiltä kaikilta mahdollisesti puuttuu. Tutkijat havaitsivat, että kaikilla tutkituilla lajeilla vatsavaivat olivat selvästi yhteydessä pepsiinistä ja hapon pilkkomisesta vastaavien geenien täydelliseen katoamiseen.

tutkijat arvelevat, että näiden vatsattomien lajien esi-isät kasvoivat riippuvaisiksi ruokavaliosta, jossa ruoansulatus pepsiinien ja happojen välityksellä ei ollut todennäköistä tai edes mahdollista. Esimerkiksi runsaasti liitumaisia kuoria tai pohjasakkaa sisältävä ruokavalio voi neutraloida vatsahappoja. Jos nämä lajit sopeutuivat selviytymään ilman mahatarvetta, sen toimintaan tarvittavat geenit saattoivat ajan myötä kadota mutaation seurauksena ilman sairastumista. Nämä geenit voivat olla energeettisesti kalliita ylläpitää, mikä voisi nopeuttaa niiden menetystä, jos ne tehdään tarpeettomiksi.

tutkijat totesivat, että näiden geenien häviäminen viittaa siihen, että mahan uusiutuminen näillä lajeilla on erittäin epätodennäköistä. Vaikka lajit voivat kehittää monimutkaisia ominaisuuksia, aiemmassa tutkimuksessa todettiin, että näiden lajien esi-isät säilyttivät kyseisten ominaisuuksien geenit, ja niiden jälkeläiset vain aktivoivat geenit uudelleen. Tutkijoiden analysoimat vatsattomat lajit sen sijaan ovat ilmeisesti menettäneet mahan ruoansulatukseen tarvittavat monimutkaiset geenit toipumispisteen ulkopuolelle.

“näyttää siltä, että kun vatsa on menetetty, siinä on kaikki ihmiset”, tutkimuksen tekijä Jonathan Wilson, vertaileva fysiologi Porton yliopiston monitieteisessä meri-ja ympäristötutkimuksen keskuksessa Portugalissa, kertoi LiveScience-lehdelle.

kun vatsa on palautunut

, näiden lajien voi olla mahdollista saada vatsansa takaisin kaukaisessa tulevaisuudessa, jos ne sopeutuvat samanlaisiin geeneihin kuin hapon ja pepsiinin ruoansulatuksessa. Nämä samankaltaiset geenit “voisivat teoriassa kehittyä samanlaisiksi toiminnoiksi” kuin vatsoille välttämättömät, tutkimuksen pääkirjailija Filipe Castro, evoluutiobiologi Porton yliopiston monitieteisestä meri-ja Ympäristötutkimuskeskuksesta,kertoi LiveScience-lehdelle.

tuleva tutkimus voi etsiä puuttuvaa linkkiä vatsalaukun evoluutiossa — “eläimet, joilla ei ole vatsaa, mutta jotka ovat säilyttäneet geenit”, Wilson sanoi. Koska kuitenkin on ainakin 5000 selkärankaista lajia, joilla ei ole vatsaa, mikä tahansa tällainen työ voisi olla kuin etsisi “neulaa heinäsuovasta”, hän lisäsi.

tutkijat voivat myös tutkia, miksi vatsa syntyi ja pysyi evoluutiossa. “Se auttaa ymmärtämään menetyksen ilmiötä”, Castro sanoi.

ja tutkijoita saattaa kiinnostaa selvittää, mitä tapahtuisi, jos hapon ja pepsiinin pilkkomiseen tarkoitetut geenit työnnettäisiin takaisin vatsattomiin lajeihin.

” To put a stomachless animal! Nykyaikaiset molekyylibiologian tekniikat voisivat mahdollistaa tämän kokeen, Castro sanoi.

Castro, Wilson ja heidän kollegansa kertovat havainnoistaan verkossa joulukuussa. 4 Proceedings of the Royal Society B.

Follow us @livescience, Facebook & Google+. Alkuperäinen artikkeli LiveScience.