Perché l’ornitorinco non avrà mai uno stomaco

Stranamente, molte specie di animali, come la carpa e l’ornitorinco, hanno perso lo stomaco nel passato evolutivo e nuove ricerche suggeriscono che potrebbero non evolvere mai gli organi.

Lo stomaco è la parte dell’intestino in cui avviene la parte principale della digestione. Le ghiandole in questo organo secernono enzimi noti come pepsine, che abbattono le proteine e acidi forti che ammorbidiscono il cibo e aiutano gli enzimi a lavorare. Le ghiandole apparvero per la prima volta circa 450 milioni di anni fa e rappresentano un’innovazione evolutiva che si trova esclusivamente nelle creature mascellari con ossa dorsali.

Sorprendentemente, le ghiandole gastriche che definiscono lo stomaco mancano in un certo numero di vertebrati mascellari. Nel 1805, lo zoologo francese Georges Cuvier scoprì che molti teleostei, o il più grande gruppo vivente di pesci, come la famiglia delle carpe, mancano di stomaco. Gli ultimi 200 anni di ricerca suggeriscono che fino al 27%, parlando in modo conservativo, di tutte le specie di teleostei può mancare di stomaco. Anche i pesci ossei primitivi come i lungfish e alcuni pesci cartilaginei come le chimere hanno perso gli organi.

I pesci non sono le uniche creature che possono mancare di stomaco. Tutti i monotremi, o mammiferi che depongono le uova come l’ornitorinco e l’echidna, persero anche lo stomaco durante il corso dell’evoluzione.

Gli scienziati si sono chiesti se tutti questi esempi di perdita di stomaco avessero qualcosa in comune. Inoltre, i ricercatori volevano sapere se questi animali potrebbero reinventare lo stomaco un giorno. Ci sono un certo numero di casi evolutivi di specie che riqualificano tratti complessi; per esempio, un certo numero di insetti stecco apparentemente reinventato l’ala.

Specifiche per la perdita dello stomaco

Poiché molti animali hanno ora sequenziato i loro genomi, i ricercatori hanno studiato 14 specie con e senza stomaco per vedere quali geni potrebbero mancare. Gli scienziati hanno scoperto che in tutte le specie esaminate, la perdita di stomaco era chiaramente legata alla completa perdita dei geni responsabili della pepsina e della digestione acida.

I ricercatori suggeriscono che gli antenati di queste specie prive di stomaco dipendevano da diete in cui la digestione tramite pepsine e acidi non era probabile o addirittura possibile. Ad esempio, le diete ricche di gusci gessosi o letame inferiore possono neutralizzare gli acidi dello stomaco. Se queste specie si adattassero per sopravvivere senza la necessità di uno stomaco, i geni per la sua funzione potrebbero quindi essere persi per mutazione nel tempo senza effetti negativi. Questi geni possono essere energeticamente costosi da mantenere, il che potrebbe accelerare la loro perdita se fossero resi superflui.

I ricercatori hanno notato che la perdita di questi geni suggerisce che la reinvenzione dello stomaco in queste specie è altamente improbabile. Sebbene le specie possano riqualificare tratti complessi, le ricerche passate hanno scoperto che gli antenati di quelle specie conservavano i geni per quelle caratteristiche e che i loro discendenti semplicemente riattivavano i geni. Al contrario, le specie senza stomaco che i ricercatori hanno analizzato hanno apparentemente perso i geni complessi per la digestione gastrica oltre il punto di recupero.

“Sembra che una volta perso lo stomaco, questo è tutto”, ha detto a LiveScience l’autore dello studio Jonathan Wilson, fisiologo comparato presso il Centro interdisciplinare per la ricerca marina e ambientale dell’Università di Porto in Portogallo.

Riacquistare uno stomaco

Tuttavia, potrebbe essere possibile per queste specie riguadagnare lo stomaco in un lontano futuro se adattano geni simili a quelli per la digestione acida e pepsina. Questi geni simili “potrebbero, in teoria, evolvere funzioni simili” a quelle necessarie per lo stomaco, ha detto a LiveScience l’autore principale dello studio Filipe Castro, un biologo evoluzionista presso il Centro interdisciplinare per la ricerca marina e ambientale dell’Università di Porto.

La ricerca futura può cercare un anello mancante nell’evoluzione della perdita di stomaco — “animali privi di stomaco ma che hanno mantenuto i geni”, ha detto Wilson. Tuttavia, poiché ci sono almeno 5.000 specie di vertebrati senza stomaco, qualsiasi lavoro del genere potrebbe essere come cercare” un ago in un pagliaio”, ha aggiunto.

Gli scienziati possono anche studiare perché lo stomaco è emerso e persistito nell’evoluzione. “Questo aiuterà a capire il fenomeno della perdita”, ha detto Castro.

E i ricercatori potrebbero essere interessati a scoprire cosa accadrebbe se i geni per la digestione acida e pepsina fossero inseriti di nuovo in specie senza stomaco.

” Mettere uno stomaco in un animale senza stomaco! Le moderne tecniche di biologia molecolare potrebbero consentire questo esperimento”, ha detto Castro.

Castro, Wilson e i loro colleghi dettagliano i loro risultati online Dic. 4 nella rivista Proceedings of the Royal Society B.

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