02 октомври 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Рибите балон са се отказали от работещ стомах, за да могат да се надуват

Тези риби използват стомаха си, за да набъбнат до три пъти размера си. Затова ли не могат да използват този орган за смилане на протеини?

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 14 юли 2022 в 00:01 25670
Когато рибите балон се уплашат, стомасите им се напълват с вода и като бързо напълващ се балон те утрояват размера си в нещо, напомнящо на топка за боулинг с шипове. Снимка: Flickr (CC BY-NC-SA 2.0)

Трудно е да си представим да живеем без стомах. Освен че е един от най-шумните ни органи, бълбукащ и бунтуващ се, за да ни уведоми, че е време за ядене, стомахът съдържа силни киселини и ензими, които ни помагат да разграждаме плътните протеини и трудните за смилане храни.

Но кажете това на рибата балон (семейство Tetraodontidae), която живее доста щастливо без работеща версия на този орган.

„Еволюционно, [стомахът] ни е донесъл толкова много предимства“, обяснява Патрисия Ферейра (Patrícia Ferreira), докторант в лабораторията на Джонатан Уилсън в кампуса на Ватерло, Канада на университета "Уилфрид Лорие" (WLU). „Той ни донесе възможността за разграждане на протеините веднага в стомаха, преди да достигнат до основното място на храносмилане. . . . И така, какъв е смисълът да го губим?“

Функционалният стомах обикновено се определя като торбичка, секретираща киселина, затворена от два сфинктера. Някъде в еволюционната история стомасите на рибите балон са загубили един от своите сфинктери и способността да произвеждат стомашни киселини, но са придобили друга функция. Когато рибите балон се уплашат, стомасите им се напълват с вода и като бързо напълващ се балон те утрояват размера си в нещо, напомнящо на топка за боулинг с шипове. Като прословуто лоши плувци, те разчитат на тази внезапна промяна в размера, заедно с отровните си вътрешности и кожа, за да възпират хищниците.

Ферейра започва да проучва това поведение през 2014 г., след като започна магистърска степен в лабораторията на Уилсън в Университета в Порто в Португалия. (Уилсън премества екипа си в WLU няколко години по-късно и Ферейра се връща там за част от докторската си работа.) Уилсън е завършил проект за генетиката, лежаща в основата на загубата на стомашна функция на рибата балон и няколко други животни.

„Това подмяна на функцията ли е? Това означава ли, че за да може едно животно да използва стомаха си, за да се надуе, трябва да загуби способността си да храносмила с него?“,  подозира Ферейра. „За начало със сигурност ще изглежда трудно да се поддържат и двете функции едновременно: солената вода е алкална, така че когато рибите поглъщат водата, за да се надуят, те могат да се изложат риск от неутрализиране на стомашните киселини", разсъждава Ферейра.

Ферейра знае, че рибите балон не са единствените риби, които се надуват. Саргасовата риба клоун Histrio histrio и пилозъбата акула Cephaloscyllium ventriosum също го правят и чрез проучване в научната литература тя открива доказателства, че попчетата Sufflogobius bibarbatus и малките рибки  Brachaleuteres jacksonianus също се надуват, за да пропъдят хищниците.

Ферейра решава да тества дали всеки вид е загубил функциониращия си стомах, подобно на рибата балон. Тя прави вътрешни измервания на pH, след което търси протеините и гените, участващи в киселинната секреция и храносмилането на протеините. Ферейра се интересува особено от стомашната протонна помпа Atp4a и гените, участващи в нейното създаване (ATP4A и ATP4B), както и гените, кодиращи пепсиногени, ензими, чието присъствие колегите на Ферейра преди това установяват, че са свързани с функциониращ стомах.

Този екземпляр рибка "пигмейско кожено яке" (Brachaleuteres jacksonianus) е изпратен на Патрисия Ферейра от Австралийския музей в Нов Южен Уелс. Кредит: Patrícia Ferreira

Ферейра успява сравнително лесно да вкара в лабораторията си живи саргасовата риба клоун и пилозъбата акула. Но другите риби, родом съответно от Южна Африка и Австралия, са трудни за намиране. Но с помощта на Австралийския музей в Нов Южен Уелс и един японски музей, както и на един норвежки учен на експедиция в Намибия, Ферейра успява да събере материал и от другите риби в изследването си.

За изненада на Ферейра, анализите на рН на живата риба в лабораторията ѝ - акулите и саргавовата риба - предполагат, че тези животни наистина произвеждат стомашни киселини. Акулата се надува, докато един от нейните колеги прави измервания на рН в стомаха й в лабораторията, разказва тя, и докато го прави, изследователите виждат, че рН в стомаха й се повишава – т.е. става по-малко киселинен – потвърждавайки, че солената вода променя рН на стомаха.

Те също така откриват, че докато на малките австралийски рибки Brachaleuteres jacksonianus липсват гени за функционален стомах, попчетата Sufflogobius bibarbatus ги имат. За повечето видове, които тя изучава, изглежда раздуването не идва на цената на загубата на работещ стомах. Все пак вероятно надуващите се риби с функциониращи стомаси е възможно да не могат да храносмилат добре, след като се надуят, отбелязва Ферейра, но това сигурно е временно.


Акулата (Cephaloscyllium ventriosum), Нормандските острови, КалифорнияИзследователите откриха, че акулите (род Cephaloscyllium), за разлика от рибата балон, все още имат функционален стомах.
Кредит: Flickr(CC BY-NC-ND 2.0)

Констатациите оставят загубата на функционалността на стомаха на рибите балон мистерия. Възможно е рибата балон да се надува по-често от другите видове, което прави натиска на естествения подбор по-силен за рибата балон да загуби стомашната си функция, разсъждава Ферейра. А би има други животни, които не се надуват, но също са се отказали от функционален стомах. Преди десетилетие колегите на Ферейра са изчислили, че 20% от същинските костни риби - филогенетична група, която съдържа повечето живи риби - и някои други гръбначни животни, включително птицечовката, нямат функционален стомах. Морският биолог Майкъл Хорн (Michael Horn), почетен професор в Калифорнийския държавен университет, Фулъртън, обяснява за The Scientist, че стомахът може просто да не е толкова важен. „Не знам колко е скъпо да се поддържа стомах. Но явно не е необходимо.”

Рибите балон са намерили добри решения за храносмилането си. Кайнан Фагундес (Kainã Fagundes), морски биолог от Държавния университет в Сао Пауло в Бразилия, който за първи път характеризира храносмилателната система на рибата балон през 2016 г., установи, че за да компенсира липсата на функционален стомах, рибата балон разчита в голяма степен на широк храносмилателен тракт и мазен черен дроб, както и панкреатичните ензими, които всички гръбначни животни използват за разграждане на храната в червата. Освен това рибата отделя кисела слуз по цялото протежение на червата си, включително в ректума.

„По принцип целият храносмилателен тракт е стомах“, обяснява Фагундес. „Това показва колко прекрасна е биологията, защото те могат да завладяват различни. . . среди.”

По-нататък той казва, че рибите балон се справят изключително добре в своята среда, въпреки липсата на функционален стомах. Те могат да съществуват при изключително висока или ниска соленост, да ядат почти всичко и могат да оцеляват в изключително токсични, замърсени океани, вероятно поради техните уникални храносмилателни и ендокринни функции.

„Храносмилателният тракт е не само за храносмилането, но и за реакцията на издухване и [за] защита срещу замърсяване“, отбелязва Фагундес. „Рибата балон трябва да се изучава повече. Те могат да отговорят на много любопитни въпроси от еволюцията и биологията."

Справка: A multi-tasking stomach: functional coexistence of acid–peptic digestion and defensive body inflation in three distantly related vertebrate lineages
P. Ferreira, G. T. Kwan, S. Haldorson, J. L. Rummer, F. Tashiro, L. F. C. Castro, M. Tresguerres and J. M. Wilson
The Royal Society Published:02 February 2022 https://doi.org/10.1098/rsbl.2021.0583 

Източник: Pufferfish Don’t Need Functional Stomach, Inflate Instead
Natalia Mesa, THE SCIENTIST


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.