Egy tudományos csapat először azonosított egy ismeretlen sejttípust a burmai pitonok belében, amely lehetővé teszi, hogy zsákmányuk csontjait teljesen feldolgozzák. Ez a felfedezés segít megmagyarázni, hogyan képesek ezek a hüllők teljes csontvázakat nyom nélkül megemészteni, pontosan szabályozva az ásványi anyagok, például a kalcium és a foszfor felszívódását.
Szabad szemmel nézve a csontváz az emésztés számára áthághatatlan akadálynak tűnik. Hosszú, sűrű, meszesedett, természetüknél fogva ellenálló csontok. Ennek ellenére vannak állatok, amelyek nemcsak megeszik őket, hanem teljesen meg is emésztik.A kép, amelyen egy kígyó egészben felfalja zsákmányát, anélkül, hogy a húst a csonttól elválasztaná, sokkoló lehet. Kevesen tudják azonban, hogy néhány nap múlva az elfogyasztott állatból semmi sem marad. Még csontok sem. Mindent csendben feldolgozott egy meglepően hatékony emésztőrendszer.
Egy új tudományos tanulmány most fedte fel ennek az emésztési bravúrnak a titkát. A kutatók egy ismeretlen sejttípust azonosítottak a burmai pitonok (Python bivittatus) belében, amely lehetővé teszi zsákmányuk csontvázának teljes lebontását és feldolgozását. A Journal of Experimental Biology folyóiratban közzétett felfedezés az első bizonyíték egy speciális sejtmechanizmusra, amely a lenyelt csontokban található kalciumot, foszfort és egyéb ásványi anyagokat dolgozza fel. A legérdekesebb azonban, hogy ezt a sejttípust még soha nem írták le más gerinceseknél.
Új sejtek a tudomány számára, de nem a pitonok számára
A burmai pitonok nem hagyományos húsevők. A legtöbb ragadozó emlőstől eltérően nem rágják meg és nem válogatják ki zsákmányuk testrészeit. Egészben nyelik le őket. Ez magában foglalja az izmokat, a belső szerveket, a bőrt és főleg a csontokat. Bár úgy tűnhet, hogy emésztőrendszerük egyszerűen csak savasabb vagy erősebb, a folyamat ennél sokkal kifinomultabb. A kulcs a belüket borító speciális sejtekben rejlik.
Ezek a sejtek, amelyeket eddig még nem figyeltek meg, kalcium, foszfor és vas, a csontokban található fő ásványi anyagokból álló részecskéket termelnek. A tanulmány vezető kutatója, Dr. Jehan-Hervé Lignot szerint ez egy „nagyon keskeny, rövid mikrovillusokkal és egy kriptát alkotó apikális redővel rendelkező” sejttípus. Ez a belső kripta az a hely, ahol a részecskék felhalmozódnak, ami arra utal, hogy ezek a sejtek a felesleges kalcium szabályozásában vagy kiválasztásában játszanak szerepet.
A felfedezés nem véletlen volt. A kutatók háromféle étrendet terveztek a kígyóknak: az egyik teljes zsákmányt, a másik csont nélküli zsákmányt, a harmadik pedig csont nélküli zsákmányt tartalmazott, de kalciummal kiegészítve. Csak azok a pitonok, amelyek kalciumot kaptak – akár csontokból, akár kiegészítőből –, alakítottak ki ásványi részecskéket ezekben a sejtekben. Azok, amelyek csak húst ettek, nem alakítottak ki ilyeneket.
A csontok teljes emésztése: kényes egyensúly
A kalcium nélkülözhetetlen ásványi anyag, de túlzott mennyiségben mérgező lehet. Ezért fontos, hogy legyenek mechanizmusok, amelyek szabályozzák a felszívódását. A pitonok esetében a kutatók gyanítják, hogy a fent leírt sejtek töltik be ezt a funkciót. „Meg akartuk határozni, hogyan tudják feldolgozni és korlátozni ezt a hatalmas kalciumfelvételt a bélfalon keresztül” – magyarázza Dr. Lignot.
Az a tény, hogy a kígyók székletében nem találtak csontdarabokat, megerősíti, hogy a csontvázak teljesen megemésztődtek és felszívódtak. Ez azonban nem jelenti azt, hogy az összes ásványi anyag beépül a szervezetbe. Valójában a felesleg valószínűleg ezekben a sejtekben képződő részecskékben halmozódik fel, és szabályozott módon ürül ki a szervezetből. Ez a felfedezés megold egy régóta fennálló rejtélyt, hogy egyes hüllők hogyan tudnak csontokat lenyelni anélkül, hogy hiperkalcémia alakulna ki.
Ezenkívül a tanulmány rámutat, hogy ezek a sejtek nem csak a burmai pitonokban léteznek. Más piton- és boa-fajokban, valamint a gila-szörnyben (Heloderma suspectum), egy mérgező gyíkban is azonosították őket, amely szintén egész zsákmányokat fogyaszt. Ez arra utal, hogy a mechanizmus különböző, hasonló táplálkozási szokásokkal rendelkező hüllőkben is jelen lehet.
A hüllőkön túlmutató következmények
A felfedezés egyik legérdekesebb aspektusa annak lehetséges evolúciós jelentősége. A tanulmány szerzői felvetik, hogy más, egész csontokat fogyasztó fajok – például bizonyos tengeri ragadozók vagy dögevő madarak – is kifejleszthették hasonló mechanizmusokat. „A csontos halakat vagy vízi emlősöket fogyasztó tengeri ragadozók ugyanazzal a problémával küzdenek” – állítja Lignot. „A főként csontokkal táplálkozó madarak, mint például a csonttörő sas (Gypaetus barbatus), szintén érdekes jelöltek lennének.”
Ez a megfigyelés új kutatási irányokat nyit meg. Bár még nincs bizonyíték arra, hogy a delfinekhez hasonló emlősök vagy tengeri madarak rendelkeznek hasonló sejtekkel, a tudósok nem zárják ki ezt a lehetőséget. A hüllőknél tett felfedezés modellként szolgálhat az evolúciós fa más ágain található hasonló mechanizmusok kutatásához.
Ezenkívül a tanulmány rávilágít arra, hogy újra kell gondolnunk a csontok emésztésének megértését a gerinces állatokban. Eddig azt feltételezték, hogy a csontok fragmentálódása és feloldódása egy általános kémiai folyamat. Ez a speciális sejttípus azonban arra utal, hogy nagyon konkrét anatómiai alkalmazkodások teszik lehetővé ezt a szintű emésztési hatékonyságot.
A kutatás jövője: a beleken túl
A felfedezés új kérdéseket vet fel arról is, hogy ezek a sejtek hogyan fejlődnek, hogyan aktiválódnak és mi a életciklusuk. Csak bizonyos ételek fogyasztása után jelennek meg? Folyamatosan megújulnak? Befolyásolhatják őket hormonális vagy környezeti tényezők? Ezekre a kérdésekre még nincs válasz, de a kutatócsoport a tanulmány következő fázisaiban szeretne foglalkozni velük.
Másrészt, ennek a sejttípusnak a jobb megértése gyakorlati alkalmazásokhoz is vezethet. Az orvostudományban és a táplálkozástudományban a kalcium szabályozó mechanizmusai alapvető jelentőségűek. Ha sikerül megérteni, hogy ezek a sejtek hogyan modulálják az ásványi anyagok felszívódását és kiválasztását, új ötletek születhetnek az emberi kalciumanyag-csere rendellenességeinek kezelésére.
A tanulmány azt is megmutatja, hogy a összehasonlító biológia – a különböző fajok funkcióinak elemzése – hogyan tárhat fel ötletes evolúciós megoldásokat közös problémákra. Ebben az esetben a kihívás az, hogy hogyan lehet a csontból kivonni a tápanyagokat anélkül, hogy a felesleges ásványi anyagok károsítanák a szervezetet. A pitonok egy csendes és hatékony stratégiával úgy tűnik, hogy nagyon eredményes megoldást találtak erre a problémára.
