الثعبان سيئة السمعة لعادات الأكل. بعد اختناق فريستهم مع أجسادهم ، تبتلع هذه الثعابين الكبيرة الحيوان كله. الآن ، ألقى الباحثون ضوءًا جديدًا على الآليات الخلوية التي تسمح لهم بهضم الهياكل العظمية بأكملها.
قامت الدراسة ، التي قدمت في 9 يوليو في المؤتمر السنوي لجمعية البيولوجيا التجريبية في بلجيكا ونشرت في مجلة البيولوجيا التجريبية ، بالتحقيق في الخلايا المعوية للثعبان البورمية. يمكن أن ينمو الذكور البالغين ليكون طوله 10 إلى 16 قدمًا (من 3 إلى 5 أمتار) ، ويسمح لهم حجمهم المثير للإعجاب بالتغذية على مجموعة واسعة من الثدييات والطيور ، بما في ذلك الغزلان والتماسيح. على عكس الحيوانات آكلة اللحوم الأخرى التي تأكل اللحم فقط ، تعتمد الثعابين على الهياكل العظمية للحيوانات كمصدر للكالسيوم. امتصاص جميع الكالسيوم المتاح من الهيكل العظمي ، ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي إلى الكثير من هذه المغذيات التي تدخل مجرى الدم الثعبان. يطلق عليه فرط كالسيوم الدم ، يمكن أن يؤدي إلى أمراض القلب ، وارتفاع ضغط الدم ، وعيوب العظام ، والفشل الكلوي في الزواحف.
وقال جيهان هرفيه لينوت ، المؤلف الرئيسي وأستاذ في جامعة مونبلير ، في بيان “أردنا تحديد كيف تمكنت (الثعبان) من معالجة هذا الامتصاص الكبير للكالسيوم والحد منه من خلال الجدار المعوي”.
تحقيقًا لهذه الغاية ، قام لينوت وزملاؤه بتغذية الثعبان واحدة من ثلاثة حمية مختلفة: الفئران الطبيعية ، أو الفئران العظمى ، أو الفئران غير المخصبة بكربونات الكالسيوم لمطابقة مستويات الكالسيوم الطبيعية. لم تتلقى مجموعة واحدة من الثعابين أيًا من هذه الوجبات الغذائية وبدلاً من ذلك صامت لمدة ثلاثة أسابيع لتوفير خط أساسي. بعد ثلاثة إلى ستة أيام من التغذية ، قام الباحثون بالتهاب اللاهوت وإشراف الثعابين لاستخراج الأمعاء الصغيرة.
ثم قاموا بتحليل الخلايا المعوية ، أو خلايا البطانة المعوية ، من الثعبان باستخدام المجاهر الضوئية والإلكترونية إلى جانب قياسات مستويات الكالسيوم والهرمونات. كشف هذا عن نوع من الخلايا التي لم يسبق لها مثيل تنتج جزيئات كبيرة مصنوعة من الكالسيوم والفوسفور والحديد. تشكل هذه الجسيمات هياكل التي تسميها Lignot “كرويوي”.
“كشف التحليل المورفولوجي لظهارة بيثون عن جزيئات محددة لم أرها من قبل في الفقاريات الأخرى” ، قال Lignot. وجد هو وزملاؤه هذه الجسيمات داخل “سرداب” داخلي – جيب صغير أو تجويف – من الخلايا المتخصصة التي تختلف عن الخلايا المعوية التقليدية. وأضاف: “على عكس الخلايا المعوية للامتصاص العادية ، تكون هذه الخلايا ضيقة للغاية ، ولها ميكروفيلي قصير (نتوءات الغشاء الشبيهة بالأصابع) ، ولها طية قميية تشكل سردابًا”.
سمحت الوجبات الغذائية الثلاثة المختلفة التي أكلتها الثعبان للباحثين بتقييم وظيفة هذه الخلايا الفريدة. في الثعابين التي أكلت فريسة عظم ، لم تنتج الخلايا المعوية جزيئات الكالسيوم والغنية بالفوسفور. في تلك التي أكلت إما القوارض الكاملة أو القوارض المكملة بالكالسيوم ، ومع ذلك ، فإن خبأات الخلايا مليئة بجزيئات كبيرة من الكالسيوم والفوسفور والحديد. هذا يشير إلى أن هذه الخلايا تلعب دورًا مهمًا في تحطيم عظام فريسة بيثون. لم يعثر الباحثون على أي عظام في براز الثعابين ، مما يؤكد أن جميع الهياكل العظمية تم هضمها تمامًا وتذوب داخل أجسادهم.
على الرغم من أنه تم تحديده لأول مرة في الثعبان البورمية ، إلا أن هذا النوع من الخلية الجديد ليس فريدًا بالنسبة لهم. منذ هذا الاكتشاف الأولي ، وجد الباحثون هذه الخلايا المتخصصة في هضم العظام في أنواع أخرى من الثعبان ، BOAS ، و Gila Monster ، وهي نوع من السحلية السامة الأصلية في جنوب غرب الولايات المتحدة والمكسيك.
يبدو أن النتائج تشير إلى نظام من التنظيم المعدني في الجهاز الهضمي من الزواحف. ومع ذلك ، فمن الممكن أن تمتد هذه الآلية إلى أنواع أخرى من الحيوانات آكلة اللحوم التي تتناول العظام أيضًا ، مثل أسماك القرش وغيرها من الحيوانات المفترسة البحرية ، والثدييات المائية ، أو الجارة مثل نسر الملتحي ، وفقًا لما ذكره لجنوت. وقال لـ Gizmodo إنه يأمل أن يلهم هذا العمل الباحثين الآخرين للبحث عن هذه الخلايا المكتشفة حديثًا في المملكة الحيوانية.