У этого животного нет желудка

Paracatenula urania и живущие в нём бактерии представляют собой самый древний пример симбиоза подобного рода. (Фото авторов исследования.)

Утконосы — удивительные животные, которые живут всю жизнь без желудка

По берегам австралийских водоемов живут удивительные млекопитающие, по виду довольно забавные, кроме того, ядовитые, которые прекрасно обходятся без желудка, – утконосы.

Как устроены внутренние органы чудо-зверька

По некоторым признакам чудо-животное напоминает не теплокровных, а рептилий. Хвост его словно позаимствован природой у других жителей водоемов, бобров. А клюв напоминает утиный, да и лапы покрыты перепонками. Но главная особенность утконоса в строении его внутренних органов: за пищеводом млекопитающего сразу же располагается кишечник. Таким образом, пища обходится без процесса расщепления желудочным соком, содержащим кислоту. Подобным феноменом обладает также ехидна и значительное число водных обитателей – рыб.

Водный охотник и его добыча

Добычей этого небольшого животного становятся мелкие ракообразные, личинки насекомых или черви, моллюски, головастики, лягушки, улитки или рыбки, а также разнообразные растения водного мира. Утконос шустро хозяйничает на дне, орудуя клювом и перепончатыми лапами – сдвигает камни, ворошит ил и баламутит воду. А всплывшую со дна мелкую добычу ловко ловит и поедает. Проголодавшись, зверек покидает свою глубокую десятиметровую нору. Причем, входное отверстие в нору-туннель настолько узкое, что, возвращаясь обратно в «дом», утконос пытается протиснуться в него. Кажется, что его пытаются отжать после стирки. Вернее, шерстку животного.

С наступлением темного времени суток утконос выбирается в поисках пропитания. Причем, для его нормальной жизнедеятельности количество употребляемой пищи должно равняться одной четверти массы самого охотника. Завидев добычу, австралийский зверек молниеносно бросается на пищу. В воде он очень подвижен, а на суше, куда утконос выходит в поисках живности, он передвигается подобно крокодилам или ящерицам. Поскольку его лапы располагаются по бокам тела.

Желудка нет, но куда же подевались зубы

Схватив добычу, млекопитающее не сразу утоляет свой голод, а делает запасы пищи, оставляя ее в специальных кожаных мешочках, расположенных за щеками. Интересно, что у молодых особей имеются зубы, но с возрастом, хрупкие и непрочные, они довольно быстро стираются. Припасенную пищу зверек с утиным носом тщательно перетирает особыми роговыми пластинами, которые выполняют функцию утраченных зубов.

Чемпион по терморегуляции

В Австралии символ этой впечатляющей флорой и фауной страны живет поблизости от топких болот, на берегах озер и рек, в прогретых солнечными лучами теплых водах лагун. Однако приспособленный к обитанию в тропических водоемах, в которых не бывает низких температур, утконос может поселиться и в ледяном ручье, журчащем среди горных склонов.

Довольно медленный обмен веществ позволяет поддерживать температуру тела зверька не выше тридцати двух градусов. Благодаря отличной терморегуляции даже в очень холодной воде животное повышает скорость обмена веществ в несколько раз. Достигнутая температура тела сохраняется неизменной долгое время – в течение нескольких часов.

Источник

Существуют ли животные, у которых нет ни рта, ни желудка?

На абсурдный вопрос «Существуют ли животные, у которых нет ни рта, ни желудка?» есть, между прочим, положительный ответ. На песчаном морском дне, кроме бактерий и других одноклеточных, обитают странные плоские черви рода Paracatenula. В длину они — всего несколько миллиметров, распространены в тропиках, вплоть до Средиземного моря, и действительно не имеют ни рта, ни желудка. Потому что их питают бактерии-симбионты.

Открыты эти черви были давно, ещё в 70-х; довольно долго они представляли собой неразрешимую загадку, связанную, как легко догадаться, со способом питания. Впоследствии была описана другая группа червей, живущих вблизи горячих источников на морском дне и получающих питательные вещества от бактерий, которые добывают энергию, окисляя сернистые соединения. Энергия направляется на поглощение неорганического углерода из окружающей среды, а поскольку продуктивность таких бактерий весьма велика, то и их хозяева имеют долю в образующейся органике.

Такие же серные бактерии кормят и червей Paracatenula.

Подобные симбиотические взаимоотношения характерны для самых разных животных из многих систематических групп. При этом спектр бактериальных видов, практикующих такое сожительство, строго ограничен только двумя классами гамма- и эпсилон-протеобактерий (к гамма-протеобактериям относится, например, кишечная палочка). Тем сильнее было удивление учёных, исследовавших Paracatenula, когда они обнаружили, что микробные симбионты этого червя относятся к классу альфа-протеобактерий. Значение открытия становится тем очевидней, если учесть, что предки митохондрий, важнейших клеточных органелл, относились, по современным теориям, тоже к альфа-протеобактериям.

Когда-то в далёком прошлом бактериальные симбионты объединились с предками эукариот и постепенно превратились в митохондрии — энергетические станции эукариотических клеток. Кроме этого, к альфа-протеобактериям относят клубеньковые азотфиксирующие бактерии, живущие в корнях бобовых растений, и, разумеется, множество известных патогенных видов. Как пишут исследователи из Венского университета (Австрия) в журнале PNAS, за время коэволюции бактерии могли неоднократно устанавливать «дипломатические отношения» с эукариотами, всякий раз пробуя на хозяевах новые способы найти своё место внутри клетки-хозяина; иногда это приводило к взаимовыгодному симбиозу, а иногда — к появлению патогенной инфекции.

Впечатляющей подробностью в случае с червями Paracatenula является также то, что специализированные клетки-бактериоциты, которые представляют собой своеобразные «гостиницы» для бактерий, в сумме составляют более половины от всех клеток организма животного. Это самый высокий показатель среди подобного рода симбиотических взаимоотношений (случай с кишечной микрофлорой не в счёт: наши бактерии живут, по счастью, не внутри клеток кишечника, а в просвете кишечника).

Генетический анализ, предпринятый исследователями, позволил грубо определить дату начала совместной жизни червя Paracatenula и его серных бактерий — около 500 млн лет назад, что является древнейшим примером симбиоза между животным и бактерией. Более того, за всё время сосуществования черви сумели сохранить абсолютную верность своим симбионтам: при размножении каждое следующее поколение получало в наследство те же бактерии, что жили внутри их родителей. В общем, дело за «малым»: осталось выяснить, как всё-таки наши далёкие предки сумели настолько «приручить» своих симбионтов, что те в итоге превратились в неотъемлемую часть клеточного организма — в митохондрии.

Источник

Животное с диковинной внешностью, у которого нет желудка

Утконосы своей миловидной плюшевой внешностью неизменно привлекают к себе внимание. Необычный вид этих существ длительное время не давал покоя ученым, которые никак не могли определиться, к каким же именно животным их отнести.

Диковинный зверек обладает забавным утиным клювом, хвостом как у бобра, перепончатыми лапами, ядом как у змеи, но тем не менее за наличие молочных желез его все же отнесли к полуводным млекопитающим. Ареал обитания утконосов ограничен берегами Восточной Австралии. Проживают они в норах с двумя входами: один на суше, другой в воде.

Эти животные относятся к яйцекладущим. Их детеныши рождаются слепыми и голыми, размерами всего 2,5 сантиметра. Лишь к 2 годам они превращаются в самостоятельную взрослую особь.

У представителей утконосов самый медленный обмен веществ среди всех млекопитающих, который в случае необходимости они могут ускорять в три раза. Создания предпочитают вести ночной образ жизни, а перед брачным периодом ложатся в короткую спячку.

Утконосы имеют удивительную способность — они улавливают электрические поля своей жертвы. Будучи водоплавающими, они погружаются на илистое дно и питаются такими обитателями пресных водоемов, как рачки, червяки и улитки. Впрочем, не откажутся они также полакомиться и водорослями. Вообще, это чудо природы может съесть столько, сколько весит.

Самое невероятное, что при этом у животных с утиным клювом нет желудка, а съеденная масса сразу попадает из пищевода в кишечник. Стоит отметить, что, несмотря на свою привлекательность, эти существа являются ядовитыми, а ядом своим могут убить существо размером с собаку.

Источник

Наука 21 век » Почему у утконосов никогда не будет желудка?

Профессиональная защита интеллектуальной собственности

Почему у утконосов никогда не будет желудка?

Кажется странным, что некоторые виды животных, такие как карпы или утконосы, в процессе эволюционного развития утратили свой желудок, и новые исследования доказывают, что эти органы не разовьются у них вновь. Желудок является частью желудочно-кишечного тракта, в котором происходит основные процессы пищеварения. Железы в этом органе вырабатывают энзимы, известные как пепсины, которые разбивают протеины, и сильные кислоты, смягчающие пищу и помогающие работать энзимам. Железы появились примерно 450 миллионов лет назад и представляли собой эволюционной новшество, возникшее у животных с челюстью и позвоночником.

Удивительно, что желудочные железы, которые являются основным органом желудка, отсутствуют у ряда позвоночных животных, обладающих челюстью. В 1805 году французский зоолог Жорж Кювье (Georges Cuvier) обнаружил, что многие костные рыбы, наиболее многочисленная группа рыб, включающая в себя семейство карповых, не обладают желудком. Последующие 200 лет исследований выявили, что, как минимум, 27 процентов всех костных рыб могут быть лишены желудка. Примитивные костные рыбы, такие как чешуйчатник, и некоторые хрящевые рыбы, например, химеры, также утратили эти органы.

Рыбы не являются единственными организмами, у которых отсутствует желудок. Все однопроходные животные, а также яйцекладущие млекопитающие, такие как ехидна и утконос, также утратили желудки в ходе эволюции.

Ученые задаются вопросом, имеют ли нечто общее все эти примеры утраты желудка. Исследователи также хотели бы знать, смогут ли эти животные когда-нибудь заново обрести желудок. Существуют примеры эволюционного развития видов, заново открывающих утраченные предками свойства, — к примеру, палочники вновь обрели крылья.

Особенности случаев утраты желудка

Поскольку геномы многих животных на данный момент уже расшифрованы, исследователи изучили 14 видов организмов, имеющих желудок или утративших его, для определения генов, которые у них могут отстутствовать. Ученые обнаружили, что для всех изученных особей утрата желудка была тесно связана с генами, ответственными за пепсиновую и кислотную ферментацию.

Исследователи предполагают, что предки не обладающих желудком организмов зависели от режима питания, для которых пищеварительные процессы с участием кислоты или пепсинов были маловероятны или вообще невозможны. К примеру, режим питания, богатый меловыми раковинами или илом со дна, может нейтрализовать действие желудочной кислоты. Если эти организмы адаптировались к выживанию без необходимости в желудке, гены, ответственные за его функционирование, в результате мутации могли быть впоследствии утрачены без каких-либо негативных последствий. Сохранение этих генов было энергетически слишком затратно, и это обстоятельство, в случае если гены стали рассматриваться как лишние, могло ускорить их утрату.

Исследователи отметили, что утрата этих генов значительно снижает вероятность их возращения. Несмотря на то, что организмы способны заново открывать сложные признаки, предыдущие исследования обнаружили, что предки таких организмов сохранили гены, которые были ответственны за эти признаки, а их потомки лишь заново их активировали. В отличие от них, лишенные желудка исследуемые организмы, как оказалось, окончательно утратили сложные гены, ответственные за желудочное пищеварения.

«Если утрачен желудок, то это с концами», — говорит автор исследования Джонатан Вильсон (Jonathan Wilson), специалист в области сравнительной физиологии Междисциплинарного центра океанических и экологических исследований Университета Порту (Португалия).

Повторное обретение желудка

Возможно, что в отдаленному будущем эти организмы все же смогут вновь обрести желудок, если они получат гены, схожие с генами пепсиновой и кислотной ферментации. По словам Филипе Кастро, эволюционного биолога из Междисциплинарного центра океанических и экологических исследований Университета Порту, эти гены «теоретически могут выполнять функции, схожие» с функциями генов, необходимых для появления желудка. Решительно надо узнать как найти свое дело в жизни и тогда судьба преподнесет сюрприз

По словам Вильсона, последующие исследования могут быть направлены на поиск отсутствующего звена в процессе эволюции утрата желудка – «животных, у которых отсутствует желудок, но сохранились гены». Однако поскольку существует как минимум 5000 позвоночных животных, не обладающих желудком, любое такое исследование будет поиском «иголки в стоге сена».

Ученые могут попытаться понять, почему в результате эволюционного процесса желудок появился и сохранился.
«Это поможет нам понять и феномен его утраты», — говорит исследователь.

Ученые могут заинтересоваться, что случится, если гены пепсиновой и кислотной ферментации вернуть в тело организма, не обладающего желудком.

«Поместить желудок в животное, не обладающее желудком! Технологии современной молекулярной биологии могут позволить провести такой эксперимент», — говорит Кастро.

Источник