Os ornitorrincos exibem uma combinação fascinante de caracteres de répteis e mamíferos.. Eles têm pelos, glândulas mamárias e três ossículos auditivos, características únicas dos mamíferos, mas também um bico de pato, cauda achatada de castor e pés palmados.
O machos tem no patas traseiras uma garra dotada de um veneno semelhante ao dos répteis. As fêmeas não só põem ovos, mas também a segmentação de seus óvulos é tipicamente reptiliana (meroblástico), não holoblástico como em outros grupos de mamíferos. Como as equidnas, são monotremadas, o que significa “buraco único” devido à sua abertura externa comum para os sistemas urogenital e digestivo.
Tudo o que se vê por fora, mas se você olhar dentro de um ornitorrinco, verá outra característica estranha: o garganta se conecta diretamente aos intestinos. Não há câmara intermediária que secreta ácidos gástricos e enzimas digestivas.
Quer dizer, o ornitorrinco não tem estômago.
Se é um mamífero vertebrado, por que não tem estômago? A resposta está nos genes.
Origem e evolução do estômago
O estômago é uma porção alargada do intestino, uma marca registrada da evolução dos vertebrados com mandíbula (gnatostomados). Representou uma inovação anatômica caracterizada pela presença de glândulas secretoras de ácido e pepsina e Ele evoluiu pela primeira vez há cerca de 450 milhões de anos.
O estômago permitiu que nossos ancestrais digerissem proteínas maiores, já que os poderosos ácidos gástricos quebram as macromoléculas e potencializam a ação das peptidases, que as quebram. Contudo, muitos animais vivem muito bem sem estômago.
Desde que Cuvier observou pela primeira vez em 1805 que alguns grupos de peixes não tinham estômago, nos últimos 200 anos foi demonstrado que, em pelo menos dezoito ocasiões distintas, muitos vertebrados perderam seus estômagos. Entre eles contam-se, além do ornitorrinco, o peixe pulmonado estranho e agnathusmas também um quarto da quase 30.000 espécies de teleósteoso grupo que inclui a maioria dos peixe.
Filogenia dos monotremados. Os monotremados pertencem à subclasse Prototheria, que divergiu da linha terapsídica que deu origem aos therios (Theria), a outra subclasse de mamíferos caracterizada pelo fato de que, ao contrário dos prototheria, o embrião não se desenvolve dentro de um ovo, mas dentro do útero materno. Therians apareceram durante o Cretáceo, cerca de 120 milhões de anos atrás (Ma), que mais tarde se dividiram (-90 Ma) em marsupiais (Marsupialia) e eutérios (Placentália). Monotremados e Therians se separaram filogeneticamente 166 milhões de anos atrás. Modificado de Warren et al. 2008.
Em ornitorrincos e peixes com mandíbula, a agastria é acompanhada pelo desaparecimento dos genes (Atp4A e Atp4B) que codificam a produção da bomba de prótons gástrica, a enzima ATPase que ativa a produção de ácido clorídrico no estômago.. Eles também perderam muitos dos genes Pg que codificam pepsinogênios, os precursores das pepsinas, enzimas estomacais que quebram as proteínas.
Os sinais de mais e menos representam a presença (+) ou ausência (-) dos genes que codificam bombas gástricas (4A/4B) e pepsinogênios (Pg). O ponto de interrogação significa a ausência de dados disponíveis. Modificado de Castro et al. 2014.
Em conclusão, como em muitos outros casos, a perda de genes leva a mudanças na variabilidade fenotípica. Simplificação do intestino devido à perda da câmara gástrica ocorreu várias vezes na evolução dos vertebrados como resultado da perda de genes-chave no processo de digestão ácido-péptica.
Por que perder o estômago?
No momento, a ciência não tem resposta. Se levarmos em conta que evitar o estômago afeta o processo digestivoé possível especular que parte da resposta está na alimentação.
A primeira hipótese é esse o desaparecimento ou inibição de genes que codificam a produção de pepsinogênios trariam como conseqüência a eliminação das bombas gástricas das câmaras estomacais primitivas.
Os animais desenvolvem conjuntos muito diferentes de genes codificadores de pepsinogênio para digerir as proteínas em suas dietas específicas. Talvez os ancestrais de espécies sem estômago mudaram para uma dieta diferentes que tornavam essas enzimas fisiologicamente inúteis. Com o tempo, mutações debilitantes se acumularam até que finalmente foram perdidas.
Evidências desse processo podem ser vistas em animais com estômago. Para digerir as proteínas do leite, muitos mamíferos recém-nascidos usam o gene Cym que codifica uma enzima gástrica, a quimosina, projetada para quebrar a cadeia de fosfoproteína da caseína. Em humanos, o gene é encontrado como um pseudogene, ou seja, nunca é expresso porque nosso leite é relativamente pobre em proteínas.
Os pepsinogênios funcionam melhor em ambientes ácidos, portanto, se eles desaparecessem, uma câmara de ácido não seria mais necessária. Como as bombas gástricas precisam de uma grande quantidade de energia para manter a acidez do estômago, se não forem mais necessários, serão perdidos porque isso representa uma vantagem evolutiva.
Uma segunda hipótese alternativa é que o desaparecimento da necessidade de manter um ambiente ácido no trato digestivo tornaria supérflua a construção de câmaras gástricas e, consequentemente, o desaparecimento ou inibição de genes que codificam pepsinogênios.
Todas as espécies agástricas vivem na água (ou, como a equidna, têm ancestrais aquáticos). Muitos desses animais comem muitos crustáceos e corais, cujas conchas são ricas em carbonato de cálciouma substância que neutraliza a acidez estomacal, e outros artrópodes com exoesqueleto feito de quitina, um polímero altamente ácido-estável.
Por que acidificar o estômago se a dieta desfaz imediatamente o processo? As bombas gástricas energeticamente caras seriam supérfluas e logo seriam perdidas. E sem um ambiente ácido, os genes do pepsinogênio também são inúteis, então eles fariam o mesmo.
Além da especulação, uma coisa é certa: muitos animais vivem bem sem estômago, cuja perda, segundo a lei de Dollo, é um processo evolutivo irreversível, ainda mais se levarmos em conta que existem soluções alternativas. O intestino tem suas próprias enzimas que quebram as proteínas. As gargantas de alguns peixes como rêmoras, catostomídeos sugadores, O peixe-gato ou o popular peixinho dourado em aquários domésticos tem um conjunto extra de dentes faríngeos que ajudam a quebrar o que comem.
Um dos primeiros nomes latinos para o ornitorrinco foi Ornithorhynchus paradoxus. Durante meio século desde a primeira descrição do ornitorrinco em 1799 e a publicação de A origem das espécies de Darwin, o ornitorrinco suportou inúmeras tentativas de negar ou mitigar sua verdadeira mistura de personagens associados a diferentes grupos de vertebrados. A natureza exigia categorias claras definidas pela sabedoria divina. Um animal não poderia colocar ovos e alimentar sua prole com glândulas mamárias.
eles estavam errados. O ornitorrinco não é um bicho da criação divina: É uma maravilha da evolução.
Manuel Peinado Lorca, Professor Universitário. Diretor do Real Jardim Botânico da Universidade de Alcalá, Universidade de Alcalá
Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation. Leia o original.
