Hiányzó gyomor és fantomgének

A karácsonyi nagy zabálások gasztrointesztinális hatásait élvezgetve, talán nem is lehetne jobb időpontot találni, hogy olyan fajokról írjunk, akiknek nincs gyomruk.

Egyszer már beszéltünk egy ilyen különcről, a kacsacsőrű emlősről, ahol a gyomor hiánya egybeesett számos, a gyomorban zajló emésztési folyamatban fontos enzimet kódoló gén “fosszilizálódásával”, pszeudogenizációjábal. Ez utóbbi egyébként egy visszatérő motívum az állati evolúcióban: bizonyos szervek elcsökevényesedése általában együtt járt a csak az aditt szervben működő gének pszeudogénesedésével.

A kacsacsőrű emlős példájából kiindulva most véginézték számos más, elsősorban halfaj esetét. A halak azért is jó alanyai az ilyen evolúciós vizsgálatoknak, mert egyetlen csoporton belül, viszonylag közeli rokonok esetében is különböző emésztő-mirigy státuszt lehet felfedezni (a jobboldali ábrán ezt jelzi a “+” és “-” jel). Tüskés pikóban van gyomor, de xifóban nincs.

A vizsgált halfajok megfelelő genomi régióit végignézzük (és ez ma, hogy a különböző szekvenáló projectek jó ütemben haladnak, már nem is annyira nehéz feladat), könnyen a szembe ötlik, hogy nagyon hasonlóan a kacsacsőrű emlős esetéhez, a gyomor savasságát biztosító ún. prontonpumpák alegységeit kódoló atp4a és atp4b gének jelen vannak a gyomorral rendelkező fajokban, de hiányoznak a gyomor nélküli fajok megfelelő, szintenikus genomi régiójából. (Vannak fajok ahol még felismerhetőek ezek a pszeudogének, de sok helyen már teljesen “betemették” őket a mutációk.) A kacsacsőrű analógia nemcsak itt érhető tetten, de a gyomor legfontosabb emésztő enzimét kódoló pepszinogénnek is hasonló sorsa lett.

Az egyes evolúciós történeteket – hogy hol, mikor és pontosan miért vesződött el a gyomor – ma már kvázi lehetetlen megfejteni, de feltételezhetjük, hogy a közös motívum az lehet, hogy olyan táplálkozásra tértek át, ahol a gyomor már nem volt esszenciális többé, így működése fokozatsan leépülhetett, anélkül, hogy szelekciós hátrányt okozott volna. Sőt, figyelembe véve, hogy a már említett proton-pumpák működtetése, a gyomor védelme a savtól, illetve a sav semlegesítése a belekben mind-mind energiát igényel, még az sem zárható ki, hogy egyfajta szelekciós előnyt élveztek azok az egyedek, akik a ma tapasztalható mutációk őseit hordozták, így utóbbiak könnyebben terjedhettek el. 

Castro LF, Gonçalves O, Mazan S, Tay BH, Venkatesh B, Wilson JM (2013) Recurrent gene loss correlates with the evolution of stomach phenotypes in gnathostome history. Proc Biol Sci 281: 20132669.