varför platypusen aldrig kommer att ha en mage

Bisarrt, många djurarter, som karp och platypus, förlorade sina magar i det evolutionära förflutna, och ny forskning tyder på att de aldrig kan utveckla organen tillbaka.

magen är den del av tarmen där huvuddelen av matsmältningen sker. Körtlar i detta organ utsöndrar enzymer som kallas pepsiner, som bryter ner proteiner och starka syror som mjuknar mat och hjälper enzymerna att fungera. Körtlarna uppträdde först för cirka 450 miljoner år sedan, och de representerar en evolutionär innovation som uteslutande finns i käkade varelser med ryggraden.

överraskande saknas magkörtlarna som definierar magen i ett antal käftdjur. År 1805 upptäckte den franska zoologen Georges Cuvier att många teleosts, eller den största levande gruppen fisk, som karpfamiljen, saknar magar. De senaste 200 åren av forskning tyder på att upp till 27 procent, som talar konservativt, av alla teleostarter kan sakna magar. Primitiva Benfiskar som Lungfisk och vissa broskfiskar som chimärer förlorade också organen.

fisk är inte de enda varelser som kan sakna magar. Alla monotremer, eller äggläggande däggdjur som platypus och echidna, förlorade också sina magar under evolutionens gång.

forskare undrade om alla dessa exempel på magförlust hade något gemensamt. Dessutom ville forskarna veta om dessa djur kan återuppfinna magen en dag. Det finns ett antal evolutionära fall av arter som utvecklar komplexa egenskaper; till exempel uppfann ett antal stickinsekter tydligen vingen.

magförlustspecifikationer

eftersom många djur nu har fått sina genom sekvenserade undersökte forskare 14 arter med och utan magar för att se vilka gener de alla kan saknas. Forskarna fann att i alla undersökta arter var magförlusten tydligt kopplad till den fullständiga förlusten av generna som är ansvariga för pepsin och syraförtunning.

forskarna föreslår att förfäderna till dessa magfria arter växte till att bero på dieter där matsmältning via pepsiner och syror inte var troligt eller ens möjligt. Till exempel kan dieter rik på kalkhaltiga skal eller bottenmuck neutralisera magsyror. Om dessa arter anpassade sig för att överleva utan behov av mage, kan generna för dess funktion sedan gå förlorade genom mutation över tid utan sjuk effekt. Dessa gener kan vara energiskt kostsamma att underhålla, vilket kan påskynda deras förlust om de gjordes överflödiga.

utredarna noterade förlusten av dessa gener antyder att Återuppfinningen av magen i dessa arter är mycket osannolik. Även om arter kan utveckla komplexa egenskaper, fann tidigare forskning att förfäderna till dessa arter behöll generna för dessa egenskaper, och deras ättlingar återaktiverade bara generna. Däremot har de maglösa arterna som forskarna analyserat uppenbarligen förlorat de komplexa generna för magsmältning bortom återhämtningspunkten.

” det verkar som om magen är förlorad, det är alla människor”, säger studieförfattaren Jonathan Wilson, en jämförande fysiolog vid universitetet i Portos tvärvetenskapliga Centrum för marin-och miljöforskning i Portugal, till LiveScience.

återfår en mage

ändå kan det vara möjligt för dessa arter att återfå magar i en avlägsen framtid om de anpassar gener som liknar dem för syra och pepsin matsmältning. Dessa liknande gener “kan i teorin utveckla liknande funktioner” som de som är nödvändiga för magar, studieledare Filipe Castro, en evolutionär biolog vid University of Portos tvärvetenskapliga Centrum för marin-och miljöforskning,berättade för LiveScience.

framtida forskning kan leta efter en saknad länk i utvecklingen av magförlust — “djur som saknar mage men har behållit generna”, sa Wilson. Men eftersom det finns minst 5000 ryggradsarter utan magar, kan något sådant arbete vara som att söka efter “en nål i en höstack”, tillade han.

forskare kan också undersöka varför magen uppstod och kvarstod i evolutionen. “Det kommer att hjälpa till att förstå fenomenet förlust,” sa Castro.

och forskare kan vara intresserade av att ta reda på vad som skulle hända om generna för syra och pepsin digestion infördes tillbaka i maglösa arter.

” att sätta en mage i ett maglöst djur! Moderna molekylärbiologiska tekniker kan tillåta detta experiment, ” sa Castro.

Castro, Wilson och deras kollegor beskriver sina resultat online Dec. 4 i tidskriften Proceedings of the Royal Society B.

Följ oss @livescience, Facebook & Google+. Originalartikel om LiveScience.