3 Minuten
Gyvačių gebėjimas suvirškinti kaulus: paslapties atskleidimas
Dauguma mėsėdžių gyvūnų po medžioklės palieka krūvą nesuvirškintų kaulų, nes tik nedaugelis rūšių gali efektyviai suvirškinti skeletą. Tačiau gyvačių, ypač tokių stambių smauglių kaip Birmos pitonas (Python molurus bivittatus), virškinimas išskirtinis. Šios ropliai turi itin lanksčius žandikaulius, todėl gali praryti grobį visą ir dažniausiai iš jų lieka tik nedaug atliekų – kaulai jų išmatose paprastai neaptinkami. Iki šiol mokslininkai tik spėliojo, kaip gyvatėms pavyksta taip veiksmingai suvirškinti kaulinę medžiagą.
Naujas ląstelinis atradimas pitono žarnyne
Naujausi tyrimai, atlikti Monpeljė universiteto komandos, atskleidė dar neseniai nežinotą žarnyno ląstelių tipą Birmos pitonuose, galintį paaiškinti šį išskirtinį virškinimo gebėjimą. Biologas Jehan-Hervé Lignot ir kolegos, atlikę išsamią morfologinę analizę, aptiko unikalius, labai specializuotus enterocitus – žarnyno gleivinę išklojančias ląsteles, kurių nėra kituose stuburiniuose. Pasak Lignot, „Šios ląstelės yra labai siauros, turi trumpas mikrogaureles bei unikalią apikalinę raukšlę, sudarančią savitą kriptą, kuri, atrodo, yra esminė virškinimo procese.“
Mokslinis kontekstas: osteofagija gyvūnų pasaulyje
Nors tyčinis kaulų vartojimas, vadinamas osteofagija, tarp stuburinių gyvūnų itin retas, keletas rūšių – tarp jų kai kurios gyvatės ir grifai – šį metodą išnaudoja būtinoms mineralinėms medžiagoms, tokioms kaip kalcis ir fosforas, gauti. Gyvatėms šie mineralai būtini sveikatai ir augimui. Jei nelaisvėje laikomos gyvatės šeriamos tik bekauliu pašaru, dažnai pasireiškia rimtas kalcio trūkumas.
Eksperimentai ir ląstelinis mechanizmas
Tyrėjai taikė šviesinę ir elektroninę mikroskopiją, lygindami neėdusių, visą grobį suėdusių ir bekauliu pašaru šertų gyvačių žarnų audinius. Jie taip pat fiksavo kraujo hormonų bei kalcio koncentraciją tiriamose grupėse. Rezultatai parodė, kad specifiniai pitonų enterocitai virškinimo metu sudaro kriptas, kuriose kaupiasi daugiasluoksniai mineraliniai dariniai, sudaryti iš kalcio, fosforo ir geležies.
Su kietais kaulais maitinamoms gyvatėms šios kriptos kaupė mineralinius darinius. Pas neėdusias ar bekauliu pašaru šertas gyvates kriptos buvo tuščios arba turėjo tik geležies pėdsakų. Į pašarą įdėjus kalcio papildų, šių darinių formavimasis sugrįždavo. Kaulų liekanų gyvačių išmatose nerasta – šis naujas ląstelių tipas leidžia visiškai pasisavinti kaulinę medžiagą.
Plačiosios reikšmės ir evoliucinės perspektyvos
Manoma, kad šios specializuotos žarnyno ląstelės leidžia intensyviai pasisavinti kalcį ir fosforą iš kaulų bei saugiai šalinti perteklių, kad būtų palaikoma medžiagų apykaitos pusiausvyra. Atradimas kelia įdomių evoliucinių klausimų: komanda panašių ląstelių aptiko ir kitose didelėse gyvatėse – pas bojus, anakondas, kitas pitonų rūšis bei nuodėgulinį driežą (Heloderma suspectum). Tai byloja, jog panaši adaptacija galėjo vystytis anksti ar ne kartą nepriklausomai, gyvūnams, kurių mityba pagrįsta viso kūno grobio rijimu.
Panašios adaptacijos galėtų būti pas jūrų plėšrūnus, kurie minta kaulingomis žuvimis ar žinduoliais, bei pas grifus, kurie įsisavina daug kaulinės medžiagos. Tolimesni šių gyvūnų tyrimai gali atskleisti pagrindinius stuburinių virškinimo ir mineralų apykaitos principus.
Sąsajos su kitais tyrimais ir ateities kryptys
Šis proveržis ne tik aiškiai paaiškina unikalias gyvatės fiziologijos detales, bet galėtų būti pritaikytas ir plačiau. Supratimas, kaip ropliai tvarkosi su didelėmis mineralų dozėmis, atveria kelią naujiems medicininiams tyrimams apie kalcio apykaitą ir gali įkvėpti inovacijų pašarų parinkimo srityje nelaisvėje laikomiems ar nykstantiems gyvūnams. Planuojama tęsti tiriant kitus gyvūnus, galinčius virškinti kaulus, ir išsiaiškinti, ar jų virškinimo sistemos turi panašių prisitaikymų.
Išvada
Naujo žarnyno ląstelės tipo, leidžiančio pitonams visiškai virškinti kaulus, identifikavimas yra svarbus žingsnis lyginamosios fiziologijos moksle. Šis atradimas paaiškina, kaip gyvatės išvengia pavojingų mineralų perteklių bei gauna būtinus mikroelementus, ir kartu atveria naujas galimybes tyrinėti, kaip ekstremalios mitybos strategijos formuoja stuburinių virškinimo sistemų evoliuciją. Tolesni tyrimai kitose gyvūnų grupėse žada dar pagilinti supratimą apie fundamentalius gyvybinius procesus Žemėje.
Quelle: sciencealert
Kommentare