У питонов обнаружены уникальные клетки, позволяющие полностью переваривать кости
Когда хищники поедают свою добычу, они обычно оставляют после себя твёрдые и несъедобные кости. Однако змеи, способные раскрывать челюсти и заглатывать жертву целиком, переваривают даже скелеты, которые не выходят наружу в узнаваемом виде. Учёные долгое время не понимали, как именно происходит этот процесс. Теперь исследователи обнаружили ранее неизвестный тип клеток в кишечнике бирманских питонов (Python molurus bivittatus), которые позволяют им полностью усваивать кости своей добычи.
Эти клетки помогают перерабатывать большое количество кальция и фосфора, которое в противном случае перегрузило бы организм змеи.
"Морфологический анализ эпителия питона выявил специфические частицы, которые я никогда не видел у других позвоночных", — говорит биолог Жан-Эрве Линьо из Университета Монпелье во Франции. "В отличие от обычных всасывающих энтероцитов, эти клетки очень узкие, имеют короткие микроворсинки и апикальную складку, образующую крипту".
Лишь у немногих животных наблюдается остеофагия — преднамеренное поедание костей, обычно связанное с потреблением фосфора и кальция. Например, у домашних змей, которых кормят только бескостной пищей, развивается дефицит кальция, что подтверждает важность скелетов в их рационе. Однако если бы усвоение кальция не регулировалось, кровь змей могла бы перенасытиться.
Чтобы выяснить, как питоны справляются с этим, учёные изучили энтероциты — клетки, выстилающие кишечник, — с помощью световой и электронной микроскопии. Также они измерили уровень кальция и гормонов в крови у змей в трёх состояниях: во время голодания, после приёма обычной добычи и после питания бескостными крысами.
Результаты показали, что у питонов есть специализированные клетки, способные перерабатывать и метаболизировать кости.
"Эти клетки содержат апикальную крипту с многослойной частицей, состоящей из кальция, фосфора и железа", — пишут исследователи. "У голодающих змей крипты пусты. Если змеям дают бескостную добычу, частицы не образуются, хотя железо всё равно присутствует в криптах. Но когда в бескостную пищу добавляют кальций, крипты заполняются крупными частицами".
При этом в экскрементах питонов не было обнаружено ни костей, ни их фрагментов, что указывает на полное переваривание скелетов.
Учёные пришли к выводу, что частицы в криптах клеток представляют собой избыточные минералы, которые змея не усваивает после полного растворения костей. По-видимому, функция этих клеток заключается в изоляции и выведении излишков кальция и фосфора.
В ещё не опубликованных данных исследователи обнаружили аналогичные клетки у других рептилий, включая обыкновенного удава (Boa constrictor), зелёную анаконду (Eunectes murinus), тёмного тигрового питона (Python brongersmai), сетчатого питона (Malayopython reticulatus), иероглифового питона (Python sebae) и ромбического питона (Morelia spilota). Они также присутствуют у ядовитой ящерицы — аризонского ядозуба (Heloderma suspectum).
Это говорит о том, что специализированные клетки могли появиться ещё до разделения видов или развиваться независимо у разных животных. Учёные предполагают, что другие костеядные хищники, заглатывающие добычу целиком, могут обладать аналогичными механизмами.
"Морские хищники, питающиеся костистыми рыбами или водными млекопитающими, сталкиваются с той же проблемой", — отмечает Линьо. "Также интересно было бы изучить птиц, например, бородача, который питается преимущественно костями".
Исследование опубликовано в Journal of Experimental Biology и представлено на ежегодной конференции Общества экспериментальной биологии в Бельгии.