.
Ornitorenkler, sürüngen ve memeli karakterlerinin büyüleyici bir kombinasyonunu sergiler. Memelilere özgü özellikleri olan tüyleri, meme bezleri ve üç işitsel kemikçikleri vardır, ama aynı zamanda ördek benzeri bir gagaları, kunduzun düzleştirilmiş kuyruğu ve perdeli ayakları vardır.
Erkeklerin arka ayaklarında sürüngenlerinkine benzer bir zehirle donatılmış bir pençe vardır. Dişiler sadece yumurtlamakla kalmaz, aynı zamanda yumurtalarının segmentasyonu tipik olarak sürüngendir (meroblastiktir), diğer memeli gruplarında olduğu gibi holoblastik değildir. Echidnas gibi, ürogenital ve sindirim sistemleri için ortak dış açıklıkları nedeniyle “tek delik” anlamına gelen monotremlerdir.
Bütün bunlar dışarıdan görülebilir, ancak ornitorenklerin içine bakarsanız, başka bir garip özellik daha görürsünüz: Boğaz doğrudan bağırsaklara bağlanır. Mide asitlerini ve sindirim enzimlerini salgılayan bir ara oda yoktur.
Yani ornitorenklerin midesi yoktur.
Omurgalı bir memeliyse neden midesi yok? Cevap genlerde.
Midenin kökeni ve evrimi
Mide, çeneli omurgalı (gnathostome) evriminin ayırt edici özelliği olan bağırsağın genişlemiş bir kısmıdır. Asit ve pepsin salgılayan bezlerin varlığıyla karakterize edilen ve ilk olarak yaklaşık 450 milyon yıl önce evrimleşen anatomik bir yeniliği temsil ediyordu.
Mide, atalarımızın daha büyük proteinleri sindirmesine izin verdi, çünkü güçlü mide asitleri makromolekülleri parçalıyor ve onları parçalayan peptidazların etkilerini artırıyor. Şimdi birçok hayvan midesiz oldukça iyi durumda.
Cuvier’in 1805’te bazı balık gruplarının midelerinin olmadığını ilk kez gözlemlemesinden bu yana, son 200 yılda en az on sekiz ayrı olayda birçok omurgalının midelerini kaybettiği gösterildi. Ornitorenklere ek olarak, nadir akciğerli balıkları ve agnathus’u ve aynı zamanda çoğu balığı içeren grup olan yaklaşık 30.000 teleost türünün dörtte birini içerirler.
Ornitorenklerde ve çeneli balıklarda agastriye, midede hidroklorik asit üretimini aktive eden ATPase enzimi olan gastrik proton pompasının üretimini kodlayan genlerin (Atp4A ve Atp4B) kaybolması eşlik eder. Ayrıca, proteinleri parçalayan mide enzimleri olan pepsinlerin öncüleri olan pepsinojenleri kodlayan Pg genlerinin birçoğunu da kaybetmişlerdir.
Sonuç olarak, diğer birçok durumda olduğu gibi, gen kaybı fenotipik değişkenlikte değişikliklere yol açmaktadır. Mide odasının kaybıyla bağırsağın basitleştirilmesi, asit-peptik sindirim sürecindeki anahtar genlerin kaybının bir sonucu olarak omurgalı evriminde birkaç kez meydana geldi.
Neden mideni kaybediyorsun?
Şu anda bilimin bir cevabı yok. Mideden kaçınmanın sindirim sürecini etkilediğini hesaba katarsak, cevabın bir kısmının diyette yattığını düşünmek mümkündür.
İlk hipotez, pepsinojenlerin üretimini kodlayan genlerin kaybolması veya engellenmesinin, ilkel mide odalarından mide pompalarının ortadan kaldırılmasıyla sonuçlanacağıdır.
Hayvanlar, proteinleri kendi özel diyetlerinde sindirmek için çok farklı pepsinojen kodlayan gen setleri geliştirir. Belki de midesi olmayan türlerin ataları, bu enzimleri fizyolojik olarak işe yaramaz hale getiren farklı bir diyete geçtiler. Zamanla, zayıflatıcı mutasyonlar sonunda kaybolana kadar birikti.
Bu sürecin kanıtı, midesi olan hayvanlarda görülebilir. Süt proteinlerini sindirmek için birçok yeni doğan memeli, kazein fosfoprotein zincirini kırmak üzere tasarlanmış bir mide enzimi olan kimozini kodlayan Cym genini kullanır. İnsanlarda gen bir sözde gen olarak bulunur, yani sütümüz nispeten protein açısından fakir olduğu için asla ifade edilmez.
Pepsinojenler asidik ortamlarda en iyi şekilde çalışırlar, bu nedenle ortadan kalkarlarsa, artık bir asit odasına gerek kalmayacaktır. Mide pompaları, mide asitliğini korumak için büyük miktarda enerjiye ihtiyaç duyduğundan, artık ihtiyaç duyulmazlarsa kaybolurlar çünkü bu evrimsel bir avantajı temsil eder.
İkinci bir alternatif hipotez, sindirim sisteminde asidik bir ortam sağlama ihtiyacının ortadan kalkmasının, mide odacıklarının gelişimini gereksiz kılacağı ve sonuç olarak, pepsinojen kodlayan genlerin kaybolacağı veya engelleneceğidir.
Tüm agastrik türler suda yaşar (veya echidna gibi suda yaşayan ataları vardır). Bu hayvanların birçoğu, kabukları mide asitliğini nötralize eden bir madde olan kalsiyum karbonat açısından zengin olan birçok kabuklu hayvan ve mercan ve aside oldukça dayanıklı bir polimer olan kitinden yapılmış bir dış iskelete sahip diğer eklembacaklıları yerler.
Diyet süreci hemen geri alıyorsa neden mideyi asitlendirir? Enerjik olarak pahalı mide pompaları gereksiz olur ve yakında kaybolur. Ve asidik bir ortam olmadan, pepsinojen genleri de işe yaramaz, bu yüzden onlar da aynısını yapar.
Spekülasyonların ötesinde bir şey açık: Pek çok hayvan midesi olmadan gayet iyi yaşıyor, bu mide kaybı Dollo yasasına göre geri döndürülemez bir evrimsel süreç ve hatta alternatif çözümler olduğunu hesaba katarsak daha da fazla. Bağırsak, proteinleri parçalayan kendi enzimlerine sahiptir. Remoras, yayın balığı, yayın balığı veya ev akvaryumlarındaki popüler japon balığı gibi bazı balıkların boğazlarında, yediklerini parçalamaya yardımcı olan fazladan bir faringeal diş seti bulunur.
Ornitorenk için en eski Latince isimlerden biri Ornithorhynchus paradoksus. 1799’da ornitorenklerin ilk tanımından bu yana geçen yarım yüzyıl boyunca ve Türlerin Kökeni Darwin’den sonra, ornitorenk, farklı omurgalı gruplarıyla ilişkili gerçek karakter karışımını inkar etmek veya hafifletmek için sayısız girişime katlandı. Doğa, ilahi bilgelik tarafından tanımlanan net kategorilere ihtiyaç duyuyordu. Bir hayvan hem yumurtlayamaz hem de yavrularını meme bezleriyle besleyemez.
Yanılmışlardı. Ornitorenk ilahi yaratımın bir hatası değildir: o bir evrim harikasıdır.
.
