miért nem lesz gyomra a Kacsacsőrűnek?

furcsa módon sok állatfaj, mint például a ponty és a kacsacsőrű emlős, elvesztette gyomrát az evolúciós múltban, és az új kutatások azt sugallják, hogy soha nem fejleszthetik vissza a szerveket.

a gyomor a bél azon része, ahol az emésztés fő része zajlik. Ebben a szervben a mirigyek olyan enzimeket választanak ki, amelyek Pepsin néven ismertek, amelyek lebontják a fehérjéket, és erős savakat, amelyek lágyítják az ételt és segítik az enzimek működését. A mirigyek először körülbelül 450 millió évvel ezelőtt jelentek meg, és evolúciós újítást jelentenek, amelyet kizárólag a gerinces állkapocsú lényekben találtak meg.

meglepő módon a gyomrot meghatározó gyomormirigyek hiányoznak számos állkapocs gerinces állatból. 1805-ben Georges Cuvier francia zoológus felfedezte, hogy sok teleostnak vagy a legnagyobb élő halcsoportnak, például a pontycsaládnak nincs gyomra. Az elmúlt 200 év kutatásai azt sugallják, hogy az összes teleost faj legfeljebb 27 százalékának konzervatív értelemben hiányzik a gyomra. A primitív csontos halak, mint például a tüdőhal és néhány porcos hal, mint például a kimérák, szintén elvesztették a szerveket.

a halak nem az egyetlen lények, amelyeknek nincs gyomruk. Az összes monotrém vagy tojásrakó emlős, mint például a kacsacsőrű emlős és a hangyászsün, szintén elvesztette gyomrát az evolúció során.

a tudósok azon tűnődtek, vajon a gyomorvesztés ezen példáinak van-e valami közös vonása. Sőt, a kutatók azt akarták tudni, hogy ezek az állatok egy nap újra feltalálhatják-e a gyomrot. Számos evolúciós példa van arra, hogy a fajok komplex tulajdonságokat fejlesztenek át; például számos Bot rovar nyilvánvalóan feltalálta a szárnyat.

Gyomorvesztés sajátosságai

mivel sok állat genomját szekvenálták, a kutatók 14 fajt vizsgáltak gyomorral vagy anélkül, hogy megnézzék, milyen gének hiányozhatnak. A tudósok azt találták, hogy minden vizsgált fajnál a gyomorvesztés egyértelműen összefügg a pepszin és a savas emésztésért felelős gének teljes elvesztésével.

a kutatók azt sugallják, hogy ezeknek a gyomormentes fajoknak az ősei olyan étrendektől függtek, amelyekben a pepszineken és savakon keresztül történő emésztés nem volt valószínű, sőt lehetséges. Például a krétás héjban vagy az alsó sárban gazdag étrend semlegesítheti a gyomorsavakat. Ha ezek a fajok alkalmazkodtak a túléléshez gyomor nélkül, akkor a funkciójának génjei idővel elveszhetnek mutációval, rossz hatás nélkül. Ezeknek a géneknek a fenntartása energetikailag költséges lehet, ami felgyorsíthatja veszteségüket, ha feleslegessé válnak.

a kutatók megjegyezték, hogy ezeknek a géneknek a elvesztése arra utal, hogy ezekben a fajokban a gyomor újrafeltalálása nagyon valószínűtlen. Bár a fajok képesek komplex tulajdonságokat fejleszteni, a korábbi kutatások azt találták, hogy ezeknek a fajoknak az ősei megtartották e tulajdonságok génjeit, utódaik pedig csupán újraaktiválták a géneket. Ezzel szemben a kutatók által elemzett gyomor nélküli Fajok nyilvánvalóan elvesztették a gyomor emésztésének komplex génjeit a gyógyulás pontján túl.

“úgy tűnik, hogy ha egyszer a gyomor Elveszett, ez minden ember” – mondta Jonathan Wilson, a tanulmány szerzője, a portugáliai Portói Egyetem interdiszciplináris tengeri és környezeti Kutatási Központjának összehasonlító fiziológusa a LiveScience-nek.

gyomor visszanyerése

mégis lehetséges, hogy ezek a fajok visszanyerik a gyomrot a távoli jövőben, ha a savas és pepszin emésztéshez hasonló géneket alkalmaznak. Ezek a hasonló gének “elméletileg hasonló funkciókat alakíthatnak ki”, mint amelyek a gyomorhoz szükségesek-mondta Filipe Castro, a tanulmány vezető szerzője,a portói Egyetem interdiszciplináris tengeri és környezeti Kutatási Központjának evolúciós biológusa a LiveScience-nek.

a jövőbeli kutatások hiányzó láncszemet kereshetnek a gyomorvesztés evolúciójában — “az állatoknak nincs gyomruk, de megtartották a géneket” – mondta Wilson. Mivel azonban legalább 5000 gerinces faj van gyomor nélkül, minden ilyen munka olyan lehet, mint “tű keresése a szénakazalban” – tette hozzá.

a tudósok azt is meg tudják vizsgálni, hogy a gyomor miért alakult ki és miért maradt fenn az evolúcióban. “Ez segít megérteni a veszteség jelenségét” – mondta Castro.

és a kutatókat érdekelheti, hogy mi történne, ha a sav és a pepszin emésztésére szolgáló géneket visszahelyeznék a gyomor nélküli fajokba.

“gyomrot tenni egy gyomor nélküli állatba! A modern molekuláris biológiai technikák lehetővé tehetik ezt a kísérletet” – mondta Castro.

Castro, Wilson és kollégáik részletesen online December. 4 a folyóiratban Proceedings of the Royal Society B.

Kövess minket @livescience, Facebook & Google+. Eredeti cikk a LiveScience – ről.