在 Python 中发现的新细胞使它们能够完全消化骨骼
当漫游地球的食肉动物兴高采烈地享用猎物的肉时,通常会留下坚硬、难吃的骨头。
但是蛇可以张开它们的下颚以吞下整个食物——而且,与其他经过或反流他们无法分解的骨头,被蛇吞下的骨骼不会以可识别的形式重新出现。
目前尚不清楚蛇体究竟是如何完成这一惊人的骨骼消化壮举的。现在,科学家们在缅甸蟒的肠道中发现了一种以前未知的细胞类型。Python molurus bivittatus),这似乎使他们能够完全彻底地吸收猎物的骨骼。
这些细胞有助于处理大量的钙和磷,否则这些钙和磷会使蛇的系统超负荷。
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“对蟒蛇上皮细胞的形态学分析揭示了我在其他脊椎动物中从未见过的特定颗粒,”生物学家 Jehan-Hervé Lignot 说法国蒙彼利埃大学。“与正常吸收的肠上皮细胞不同,这些细胞非常狭窄,具有短的微绒毛,并且具有顶端折叠形成一个地穴。
只有少数动物物种被观察到故意吃骨头,这种做法被称为噬骨.它通常与磷和钙的摄入量有关。事实上,只喂食无骨食物的宠物蛇会出现钙缺乏症,因此骨骼实际上似乎是蛇整体饮食的重要组成部分。
但是,如果钙的摄取不受限制,蛇的血液可能会超负荷。“我们想确定他们如何能够处理和限制这种通过肠壁对钙的巨大吸收,”Lignot解释.
研究人员使用光学和电子显微镜研究了肠上皮细胞,缅甸蟒的肠道内壁细胞。他们还对禁食、喂食正常猎物或喂食无骨老鼠的蛇进行了血液激素和钙测量。
结果揭示了一种特殊的细胞类型,使蛇能够处理和代谢骨骼。
“这些细胞有一个顶端隐窝,中心有一个由钙、磷和富含铁的成核元素组成的多层颗粒,”研究人员在他们的论文中写道.
“在禁食蛇中,这种细胞类型有空的隐窝。当蛇被喂食无骨猎物时,尽管铁元素位于隐窝内,但这种细胞类型不会产生颗粒。当钙补充剂添加到无骨餐中时,大颗粒会充满隐窝。
此外,在蟒蛇的粪便中没有发现骨头或骨头碎片,这表明它们的猎物骨骼已经完全消化。
研究人员确定,一旦蛇从完全溶解的骨骼中提取了它需要的所有东西,细胞隐窝中的颗粒就超出了蛇的需求。新发现的细胞的目的似乎是隔离和排泄多余的溶解钙和磷。
在尚未发布的数据中,研究人员在其他爬行动物中发现了相同的细胞:普通蟒(蠎)、绿蟒 (鼟鹦鹉)、血蟒 (Python brongersmai)、网状蟒 (Malayopython reticulatus)、中非岩蟒 (Python sebae) 和 carpet python (莫雷利亚 spilota).
这表明特化细胞可能在物种分化之前就已经进化了,或者在不同的动物中进化了多次。研究人员认为,其他吞噬整个猎物的食骨动物可能会提供线索。
“吃硬骨鱼或水生哺乳动物的海洋捕食者必须面临同样的问题,”Lignot 说.“主要吃骨头的鸟类,比如胡兀鹫,也会是迷人的候选者。”
该研究已发表在实验生物学杂志并在比利时实验生物学学会年会上发表