Warum das Schnabeltier nie einen Magen haben

Bizarr, viele Arten von Tieren, wie Karpfen und Schnabeltier, verloren ihre Mägen in der evolutionären Vergangenheit und neue Forschung schlägt vor, dass sie nie wieder die Organe entwickeln können.

Der Magen ist der Teil des Darms, wo der größte Teil der Verdauung stattfindet. In diesem Organ Drüsen Enzyme bekannt als Pepsinen, die Proteine zu brechen, und starke Säuren, die Nahrung zu erweichen und helfen die Enzyme zu arbeiten. Die Drüsen erschien zuerst vor 450 Millionen Jahren, und sie repräsentieren eine evolutionäre Innovation fand ausschließlich in jawed Kreaturen mit Backbones.

Erstaunlicherweise fehlen die gastrischen Drüsen, die den Magen zu definieren in einer Reihe von jawed Wirbeltiere. Im Jahre 1805 entdeckte der französische Zoologe Georges Cuvier, dass viele umkonstruiert oder die größte lebende Gruppe von Fischen, wie Karpfen Familie, fehlende Mägen. Der letzten 200 Jahre der Forschung legt nahe, dass bis zu 27 Prozent, konservativ, Apropos alle teleost Arten Mägen fehle. Primitiven Knochenfischen wie Lungenfisch und einigen Knorpelfischen wie Chimären verloren auch die Organe. [Fotos von weltweit Freakiest aussehende Fische]

Fische sind nicht die einzigen Lebewesen, die Mägen ermangeln können. Alle Monotremes oder eierlegende Säugetiere wie das Schnabeltier und Ameisenigel, verlor auch ihre Mägen im Laufe der Evolution.

Wissenschaftler fragten sich, ob alle diese Beispiele für Magen Verlust nichts gemein hatte. Darüber hinaus wollten die Forscher wissen, ob diese Tiere den Magen eines Tages neu erfinden können. Es gibt eine Reihe von evolutionären Instanzen Arten Sanierung komplexe Merkmale; zum Beispiel hat eine Reihe von Stabheuschrecken offenbar die Flügel neu erfunden.

Magen-Verlust-Besonderheiten

Da viele Tiere jetzt ihre Genome sequenziert hatten haben, untersuchten Forscher 14 Arten mit und ohne Bauch zu sehen, welche Gene sie alle möglicherweise fehlen. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass in allen Arten untersucht, Magen Verlust deutlich mit den vollständigen Verlust der Gene verantwortlich für Pepsin und Säure Verdauung verbunden war.

Die Forscher vermuten, dass die Vorfahren dieser Magen-freie Arten wuchsen Diäten abhängen, in welchem Verdauung über Pepsinen und Säuren nicht geeignet sind oder sogar möglich war. Beispielsweise können die Ernährung reich an kalkhaltigen Schalen oder unten Dreck Magensäure neutralisieren. Wenn diese Arten angepasst, um ohne die Notwendigkeit für einen Magen überleben, könnte die Gene für seine Funktion dann durch Mutation im Laufe der Zeit ohne negative Auswirkung verloren. Diese Gene können energetisch kostspielig beizubehalten, werden die könnten ihren Verlust zu beschleunigen, wenn sie überflüssig waren.

Die Ermittler zur Kenntnis genommen, dass der Verlust dieser Gene deutet darauf hin, dass die Neuerfindung des Magens bei diesen Arten sehr unwahrscheinlich ist. Obwohl Art komplexe Merkmale sanieren können, fand vergangenen Forschung die Vorfahren dieser Arten bewahrt die Gene für diese Merkmale und ihre Nachkommen reaktiviert nur die Gene. Im Gegensatz dazu haben die stomachless Arten die Forscher analysiert offenbar die komplexe Gene für Magen Verdauung über Wiederherstellungspunkt verloren.

"Es scheint, dass einmal der Magen verloren geht, ist, dass alle Leute", sagte Studienautor Jonathan Wilson, eine vergleichende Physiologe an der Universität Porto interdisziplinären Zentrum für Marine und Umweltforschung in Portugal, LiveScience.

Wiedererlangung der Magen

Dennoch könnte es für diese Arten, Mägen in ferner Zukunft wieder zu erlangen, wenn sie Gene für Säure und Pepsin Verdauung ähnlich anpassen möglich sein. Diese ähnliche Gene "in der Theorie, ähnliche Funktionen, die notwendig für die Mägen, Erstautor der Studie Filipe Castro, Evolutionsbiologe an der Universität Porto interdisziplinären Zentrum für Marine und Umweltforschung, entwickeln könnte," sagte LiveScience.

Zukünftige Forschung kann ein fehlendes Glied in der Entwicklung der Magen Verlust suchen – "Tiere fehlen einen Magen haben, behielt aber die Gene", sagte Wilson. Aber da gibt es mindestens 5.000 Wirbeltierarten ohne Mägen, solche Arbeit sein könnte, wie die Suche nach der "Nadel im Heuhaufen," fügte er hinzu.

Wissenschaftler können auch untersuchen, warum der Magen entstanden und blieb in der Evolution. "Das wird helfen, um das Phänomen der Verlust zu verstehen", sagte Castro.

Und Forscher möglicherweise interessiert zu erfahren, was passieren würde, wenn die Gene für Säure und Pepsin Verdauung wieder in stomachless Arten eingefügt wurden.

"Um einen Magen in ein stomachless Tier! Moderne molekularbiologische Techniken könnte dieses Experiment erlauben", sagte Castro.

Castro, Wilson und ihre Kollegen detailliert ihre Ergebnisse online-Dez. 4 in der Fachzeitschrift Proceedings of the Royal Society B.

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