鸭嘴兽为什么没有胃?它们怎么消化食物？

鸭嘴兽为什么没有胃?它们怎么消化食物？奇怪的是，鲤鱼和鸭嘴兽等很多物种的动物在进化的过去失去了胃，新的研究表明它们不会进化内脏器官。胃是进行消化的主要部分的肠道的部分，这个器官的腺体分泌分解蛋白质的被称为胃蛋白酶的酶，以及软化食物帮助酶工作的强酸。腺体在大约4亿5000万年前首次出现，代表了只有在有脊骨、有下颚的生物中才会出现的进化革新。令人惊讶的是，定义胃的胃腺并不存在于许多有下颚的脊椎动物中。1805年，法国动物学家乔治居维耶发现，许多硬骨鱼，或最大的活鱼类类如鲤科缺乏胃。过去200年的研究表明，保守地说，最大27%的硬骨鱼类可能会没有胃，肺鱼等原始的多骨鱼和奇形虫等软骨鱼也失去了器官。可能导致胃不足的不仅仅是鱼。所有的单肾小球，以及鸭嘴兽、针鼹等产卵哺乳类动物，在进化过程中也失去了胃。
肺鱼等原始的骨鱼和软骨鱼(如嵌合鱼)在进化的过去的某个时期失去了胃。科学家认为，这些胃丢失的例子或许都有一个共同点。此外，研究人员还想知道这些动物是否有可能在某一天重新发明胃。由于很多动物的基因组已经被确定，研究人员不管有没有胃，都对14种动物进行了调查，看看缺失了哪些基因。科学家们在调查的所有物种中发现，胃的丧失明显与参与消化胃蛋白酶和酸的基因的完全丧失有关。研究人员表明，这些没有胃的物种的祖先，开始依赖不太可能或甚至不可能通过胃蛋白酶和酸来消化食物。例如，富含白色贝壳和底泥的食物可以中和胃酸。如果这些物种不需要胃就能生存，那么其功能的基因就有可能随着时间的推移而随着突变而消失，不会产生负面影响。维持这些基因可能需要能量上的费用，多余的可能会加快它们的损失。研究人员注意到，这些基因的丧失表明，这些物种的胃是不太可能再发明的。物种可以重新开发复杂的特性，但过去的研究表明，这些物种的祖先保留了这些特性的基因，只是这些基因的后代重新激活了这些基因。相比之下，研究人员分析的没有胃的物种超过了恢复点，明显失去了消化胃的复杂基因。
即便如此，如果这些物种适应了与消化酸和胃蛋白酶相似的基因，或许在遥远的将来就能重新找回胃。波尔图大学海洋环境研究中心的进化生物学家、主要研究作者菲利佩·卡斯特罗说，这些类似的基因“理论上可以进化出胃所需的功能”。在未来的研究中，我们可以寻找丢失胃进化过程中的缺失环节。威尔逊说:“这是一种没有胃却保留着基因的动物。”但是，没有胃的脊椎动物至少有5000种，所以这样的工作就像在干草堆里找针一样。科学家还可以调查为什么胃会出现并持续进化。“这有助于我们理解损失的现象。”卡斯特罗说。而且，研究人员可能会想知道，当酸和胃蛋白酶消化的基因插入到没有胃的物种中时会发生什么。“为了把胃放在没有胃的动物身上!现代分子生物学技术也许可以实现这个实验。”卡斯特罗说。校稿：小阿部