Skupina vedcov po prvýkrát identifikovala neznámy typ buniek v črevách barmských pytónov, ktoré im umožňujú úplne stráviť kosti svojich obetí. Tento objav pomáha vysvetliť, ako sú tieto plazy schopné stráviť celé kostry bez zanechania stôp a presne regulovať vstrebávanie minerálov, ako je vápnik a fosfor.
Na prvý pohľad sa kostra zdá byť neprekonateľnou prekážkou pre trávenie. Dlhé, husté, kalcinované kosti sú svojou povahou pevné. Napriek tomu existujú zvieratá, ktoré ich nielen prehltnú, ale aj úplne strávia. Obraz hada, ktorý pohlcuje svoju korisť celú, bez oddelenia mäsa od kostí, môže pôsobiť šokujúco. Málokto vie, že o niekoľko dní po zjedení zvieraťa nezostane nič. Ani stopa po kostiach. Všetko bolo ticho spracované úžasne účinným tráviacim aparátom.
Nová vedecká štúdia odhalila tajomstvo tohto tráviaceho výkonu. Vedci objavili neznámy typ buniek v črevách barmských pytónov (Python bivittatus), ktoré umožňujú úplné rozloženie a spracovanie kostier ich koristi. Tento objav, uverejnený v Journal of Experimental Biology, poskytuje prvé dôkazy o existencii špecifického bunkového mechanizmu zodpovedného za vstrebávanie vápnika, fosforu a iných minerálov obsiahnutých v prehltnutých kostiach. A čo je najpozoruhodnejšie, tento typ buniek nebol doteraz opísaný u žiadneho iného stavovca.
Nové bunky pre vedu, ale nie pre pytóny
Barmské pytóny nie sú bežnými mäsožravými zvieratami. Na rozdiel od väčšiny dravých cicavcov, nehryzú a nevyberajú časti tiel svojich koristí. Prehltnú ich celé. To zahŕňa svaly, vnútorné orgány, kožu a predovšetkým kosti. Hoci by sa mohlo zdať, že ich tráviaci systém je jednoducho kyslejší alebo silnejší, tento proces je oveľa zložitejší. Kľúčom k odhaleniu tajomstva sú špeciálne bunky pokrývajúce ich črevá.
Tieto bunky, ktoré doteraz neboli objavené, produkujú častice pozostávajúce z vápnika, fosforu a železa – základných minerálov obsiahnutých v kostiach. Podľa vedúceho výskumníka, doktora Jeana-Erve Ligného, ide o „veľmi úzke bunky s krátkymi mikrovilinkami a apikálnou záhybom, ktorý tvorí kryptu“. Táto vnútorná krypta je miestom hromadenia častíc, čo naznačuje, že tieto bunky plnia funkciu regulácie alebo vylučovania nadbytku vápnika.
Tento objav nebol náhodný. Vedci vyvinuli experiment s tromi typmi stravy pre hady: jedna s úplnou korisťou, druhá s korisťou bez kostí a tretia s korisťou bez kostí, ale s pridaním vápnika. Iba pytóny, ktoré dostávali vápnik – či už prostredníctvom kostí alebo vo forme doplnkov – vyvinuli minerálne častice v týchto bunkách. Tí, ktorí sa živili iba mäsom, nevytvorili ani jednu časticu.
Úplné trávenie kostí: krehká rovnováha
Vápnik je dôležitý minerál, ale v nadbytku môže byť toxický. Odtiaľ vyplýva dôležitosť mechanizmov, ktoré kontrolujú jeho vstrebávanie. V prípade pytónov vedci predpokladajú, že túto funkciu plnia nedávno opísané bunky. „Chceli sme zistiť, ako môžu spracovávať a obmedzovať toto obrovské vstrebávanie vápnika cez črevnú stenu,“ vysvetľuje Dr. Ligno.
Absencia kostných fragmentov v truse hadov potvrdzuje, že kostry boli úplne strávené a vstrebávané. To však neznamená, že všetky minerály sa dostávajú do organizmu. V skutočnosti sa prebytok pravdepodobne hromadí v časticiach vytvorených týmito bunkami a je kontrolovaným spôsobom vylučovaný z organizmu. Tento objav rieši dlhoročnú záhadu, ako niektoré plazy môžu jesť kosti bez toho, aby ochoreli na hyperkalciémiu.
Okrem toho štúdia ukazuje, že takéto bunky existujú nielen u barmských pytónov. Boli objavené aj u iných druhov pytónov a boa, ako aj u gila monstra (Heloderma suspectum), jedovatého jaštera, ktorý tiež konzumuje korisť vcelku. To naznačuje, že tento mechanizmus môže byť vlastný rôznym plazom s podobnými stravovacími návykmi.
Dôsledky mimo plazov
Jedným z najzaujímavejších aspektov tohto objavu je jeho možný evolučný význam. Autori štúdie predpokladajú, že iné druhy, ktoré konzumujú kosti celé, ako napríklad niektoré morské dravce alebo mrchožrúti, mohli vyvinúť podobné mechanizmy. „Morské dravce, ktoré sa živia kostnatými rybami alebo vodnými cicavcami, čelia rovnakému problému,“ tvrdí Ligno. „Vtáky, ktoré sa živia hlavne kosťami, ako je orol skalný (Gypaetus barbatus), by tiež boli zaujímavými kandidátmi.“
Toto pozorovanie otvára nové smery výskumu. Hoci zatiaľ neexistujú dôkazy, že cicavce, ako sú delfíny alebo morské vtáky, majú podobné bunky, vedci túto možnosť nevylučujú. Objav u plazov môže slúžiť ako model pre štúdium podobných mechanizmov v iných vetvách evolučného stromu.
Okrem toho táto štúdia zdôrazňuje potrebu prehodnotiť naše chápanie procesu trávenia kostí u stavovcov. Doposiaľ sa predpokladalo, že fragmentácia a rozpúšťanie kostí je všeobecný chemický proces. Tento špecializovaný typ buniek však predpokladá existenciu veľmi špecifických anatomických adaptácií, ktoré zabezpečujú takú úroveň efektívnosti trávenia.
Budúci výskum: za hranicami čriev
Tento objav tiež vyvoláva nové otázky o tom, ako sa tieto bunky vyvíjajú, ako sa aktivujú a aký je ich životný cyklus. Objavujú sa len po určitých jedlách? Obnovujú sa neustále? Môžu ich ovplyvňovať hormonálne alebo environmentálne faktory? Tieto otázky zatiaľ zostávajú nezodpovedané, ale výskumný tím dúfa, že sa nimi bude zaoberať v budúcich fázach výskumu.
Na druhej strane, lepšie pochopenie tohto typu buniek môže mať praktické využitie. V medicíne a výžive majú mechanizmy regulácie vápnika zásadný význam. Ak sa podarí pochopiť, ako tieto bunky modulujú absorpciu a vylučovanie minerálov, môžu sa objaviť nové nápady na liečbu porúch spojených s metabolizmom vápnika u ľudí.
Výskum tiež ukazuje, ako komparatívna biológia – analýza funkcií rôznych druhov – môže odhaliť geniálne evolučné riešenia spoločných problémov. V tomto prípade úloha spočíva v tom, ako využiť živiny kostí bez poškodenia organizmu nadbytkom minerálov. Pythony vďaka svojej tichej a efektívnej stratégii zdá sa našli veľmi účinné riešenie.
