Odkrycie zwierzęcia z zanikającym odbytem Kończy 160-letnią grę w chowanego

Klasyczna książka dla dzieci Wszyscy Poops kończy się rysunkiem dziecka i niektórych zwierząt z tyłu, podkreślając to, co wszyscy wiemy intuicyjnie: kupa wychodzi z tyłu. Ale uważamy nasze systemy trawienne za oczywiste. Pierwsze zwierzęta używały tego samego otworu do jedzenia i defekacji, a niektóre nadal. I jak niedawno odkrył jeden biolog morski, przynajmniej jeden ma odbyt pojawia się tylko, gdy się kręci.

Ten „przejściowy” odbyt, który znika po rufowaniu, został odkryty u zwierzęcia morskiego zwanego galaretką warty grzebieniowej przez emerytowanego profesora Uniwersytetu w Bostonie i badacza morskiego laboratorium biologicznego Woodsa Hole'a Sidneya L. Tamma, który opublikował swoje badanie w Biologia bezkręgowców niedawno. Te przezroczyste zwierzęta, znane również jako „orzechy morskie”, należą do grupy zwanej ctenofores (ka- dziesięć -o- phores) i pływać w zachodnim Atlantyku. Rozmywają nasze wyobrażenia o ewolucji odbytu, ponieważ znamy tylko dwa typy zwierząt: te z jedną dziurą i te z dwoma.

Rzecz w tym, że ctenofory były badane od XIX wieku. To wtedy naukowcy zaobserwowali, że mają „przelotowe”, co oznacza, że ​​kupują i jedzą z różnych dziur, takich jak my. Inne zwierzęta, takie jak jellyfishes, mają jednootworowe „butelkowe jelito”, przez które zjadają i uwalniają odpady przez ten sam otwór. Jakoś, ponad 160 lat obserwacji, nikt nie zauważył, że jedna strona galaretowatego grzebienia po brodawce pojawiła się tylko wtedy, gdy tego potrzebowała.

„Mówi o tym Yogi Berra”, mówi Tamm Odwrotność. „Oznacza to, że można obserwować wiele tylko patrząc. Nikt tak naprawdę wcześniej nie przyglądał się uważnie. ”

Znaczenie obserwacji

Tamm studiował te zwierzęta od dawna, ale „nigdy nie był zainteresowany” tym, jak kupują aż do niedawnego „pomieszania” w polu ctenoforu. W 2016 roku naukowcy z konferencji Ctenopalooza byli zdumieni materiałem pokazującym, że zwierzęta mają zarówno usta, jak i odbyt. „Jeśli ludzie nie zobaczą tego filmu, nie uwierzą”, dr George Matsumoto, biolog morski, Nauka. Ale wcale nie było to zaskakujące, powiedział Tamm, pisząc gorącą odpowiedź, że naukowcy wiedzieli o tym od lat 50. XIX wieku.

„Przyjrzałem się temu bliżej z powodu tego pomieszania i dlatego znalazłem ten odbyt przychodzący” - mówi.

Tamm przez wiele godzin obserwował poszczególne galaretowate galarety, zaznaczając przerwę między kolejnymi defekacjami, „aby uzyskać rytm kupy”. Z odpowiednim momentem wiedział, kiedy powiększyć za pomocą potężnego mikroskopu. Kiedy zbliżył się do kanału odbytu, przezroczystej rury gromadzącej cząstki odpadów, odkrył coś niespotykanego.

„Kręcą się i krążą, jakby czekali, aż coś się wydarzy” - mówi - „i nagle pojawia się otwór - por”. W jednej chwili wewnętrzne tkanki zwierzęcia zlewają się z jego skórą, tworząc przejście do świata zewnętrznego. „Staje się coraz większe, dopóki nie zniknie wszystko, co było w tym kanale” - kontynuuje. „A potem zaczyna się zamykać. I zamyka się i zamyka, aż w końcu znika i już go nie widzisz ”.

Jego odkrycie przypomina o tym, czym jest biologia: obserwacja pacjenta.

"Poprostu być ostrożny," on mówi. „I to jest to, czego inni ludzie albo nie zauważyli, albo nie mieli czasu, albo po prostu nie przeszkadzali”.

Między jednym a dwoma otworami

O ile Tamm może powiedzieć, po raz pierwszy ktoś zaobserwował przejściowy odbyt. To komplikuje nasz pogląd na ewolucję odbytu, dodając to, co jego zdaniem może być „krokiem pośrednim” w procesie ewolucyjnym.

Jak mówi, posiadanie zarówno ust, jak i odbytu, „jest postępem, aby stać się większym i bardziej skomplikowanym” pod względem ewolucji. Bez tego zwierzęta nie mogą być zbyt długie, jeść i trawić w tym samym czasie, a dosłownie nie gówno tam, gdzie jedzą. Przeszliśmy długą drogę od naszych przodków z jelit butelkowych. Ale w pewnym momencie naszej ewolucji musieliśmy przejść z jednej dziury do drugiej.

„Pytanie o odbycie jest kwestią”, mówi Tamm, wyjaśniając, że w zarodku odbyt tworzy się przez połączenie tkanki, podobnie jak to, co widział w galaretowatych galaretach. Różnica polega na tym, że u większości zwierząt fuzja jest trwała: po utworzeniu odbytu w embrionie zwierzę ma go na całe życie. Dziwne stworzenia Tamma, z jakiegokolwiek powodu, wydają się mniej decydujące.

„Ta tymczasowa fuzja może być krokiem w trwałym odbycie u ctenoforów i innych zwierząt”, mówi.

Aby potwierdzić, czy rzeczywista fuzja ma miejsce, gdy zwierzęta te kupują, już planuje użyć potężnych mikroskopów elektronowych w Woods Hole Marine Biological Laboratory. Jednak cenniejsza niż jakakolwiek maszyna jest dar cierpliwości Tamma. A kiedy studiujesz anusy, poczucie humoru też nie może zaszkodzić.

„Jeśli tylko spojrzysz, uważnie, możesz wiele zobaczyć”, mówi. „Yogi Berra, choć brzmi to zabawnie, miał rację. Ma wiele innych powiedzeń. Tak jakbyś zobaczył widelec na drodze, weź go. I nie wiesz, czy mówi o naczyniu. ”

Abstrakcyjny:

Defekacja w ctenophore Mnemiopsis leidyi to stereotypowa sekwencja odpowiedzi efektorowych, które występują z regularnym rytmem ultradźwiękowym. Tutaj użyłem mikroskopii wideo, aby opisać nowe funkcje i poprawić wcześniejsze doniesienia o układzie żołądkowo-naczyniowym podczas i między defekacjami. W przeciwieństwie do literatury naukowej, osoby wypróżniały się tylko przez jeden z dwóch kanałów odbytu, który ma jedyny por analny. Por analny nie był widoczny jako trwała struktura, jak przedstawiono w podręcznikach, ale pojawił się przy wypróżnieniu i zniknął później. Odstępy czasowe między powtarzanymi defekacjami u poszczególnych zwierząt zależały od wielkości ciała, od ~ 10 min w małych larwach do ~ 1 godz. U dużych dorosłych. Różnicowa mikroskopia kontrastu interferencyjnego ujawniła, że ​​zarówno otwarcie, jak i zamknięcie porów analnej przypominało odwracalny pierścień fuzji tkanek między przyłożonymi warstwami endodermalnymi i ektodermalnymi na końcu aboralnym. Wydaje się, że osoby M. leidyi mają przerywany odbyt, a zatem przerywany jelito, które powtarza się w regularnych odstępach czasu. Czasowość widocznego porów analnego u M. leidyi jest nowa i może rzucić światło na ewolucję stałego odbytu i jelit u zwierząt. Ponadto, lustrzany dimorfizm diagonalnego kompleksu analnego występuje w ctenoforach larwalnych, ale nie u dorosłych, co wskazuje na elastyczność rozwojową w symetrii diagonalnej kompleksu odbytu.