Scoperta di animali con Anish vanishing termina gioco di 160 anni di Hide-and-Seek

Il classico libro per bambini Ognuno Poops termina con un disegno di una bambina e di alcuni animali, sottolineando ciò che tutti conosciamo intuitivamente: la cacca esce dal retro. Ma diamo per scontato i nostri sistemi digestivi. I primissimi animali hanno usato lo stesso buco per mangiare e defecare, e alcuni lo fanno ancora. E come un biologo marino ha recentemente scoperto, almeno uno ha un ano appare solo quando fa la cacca.

Questo ano "transitorio", che scompare dopo aver pooping, è stato scoperto in un animale marino chiamato la gelatina verrucosa del professore dell'Università di Boston emerito e ricercatore del laboratorio biologico di Woods Hole Marine Sidney L. Tamm, che ha pubblicato il suo studio in Biologia degli invertebrati recentemente. Questi animali trasparenti, noti anche come "noci di mare", appartengono a un gruppo chiamato ctenofori (ka- dieci -o- phores) e nuotare nell'Atlantico occidentale. Confondono le nostre idee sull'evoluzione dell'ano perché conosciamo solo due tipi di animali: quelli con un foro e quelli con due.

Il fatto è che i ctenofori sono stati studiati dal 19 ° secolo. Fu allora che gli scienziati osservarono che avevano un "attraverso-budello", nel senso che cacca e mangiano da buchi diversi, come noi. Altri animali, come le meduse, hanno un "budello di bottiglia" a un buco, attraverso il quale mangia e rilascia rifiuti attraverso la stessa apertura. In qualche modo, in oltre 160 anni di osservazioni, nessuno sembrò accorgersi che un lato della gelatina pettinata verrucosa attraverso il budello compariva solo quando era necessario.

"C'è un detto di Yogi Berra che lo spiega", dice Tamm Inverso. "Cioè, puoi osservare molto semplicemente guardando. Nessuno ha davvero guardato attentamente prima."

L'importanza dell'osservazione

Tamm ha studiato questi animali da molto tempo, ma non si è mai "interessato" a come cacca fino a un recente "confusione" nel campo del ctenoforo. Nel 2016, gli scienziati di una conferenza chiamata Ctenopalooza sono stati stupiti dal filmato che mostrava che gli animali avevano sia la bocca che l'ano. "Se la gente non vede questo video, non ci crederà", ha esultato il biologo marino George Matsumoto, Ph.D., in Scienza. Ma questo non era affatto sorprendente, disse Tamm, scrivendo una replica riscaldata, sottolineando che gli scienziati lo sapevano fin dal 1850.

"L'ho guardato più da vicino a causa di questo mix-up, ed è per questo che ho trovato questo ananas and-go", dice.

Tamm guardava le singole gelatine pettinate per ore, segnando l'intervallo tra ogni defecazione, "per ottenere il ritmo della cacca". Con il giusto tempismo, sapeva quando eseguire lo zoom con un potente microscopio. Quando ha ingrandito il canale anale, il tubo trasparente che accumula particelle di rifiuti, ha scoperto qualcosa senza precedenti.

"Girano e circolano, come se stessero aspettando che succedesse qualcosa", dice, "e all'improvviso vedi un'apertura apparire - un poro." Tutto in una volta, i tessuti interni dell'animale si fondono con la sua pelle, creando un passaggio verso il mondo esterno. "Diventa sempre più grande finché tutto quello che c'era in quel canale è fuori", continua. "E poi inizia a chiudersi. E si chiude e si chiude fino a quando non scompare definitivamente e tu non lo vedi più."

La sua scoperta è un promemoria di ciò che riguarda la biologia: l'osservazione del paziente.

"Essere solo attento," lui dice. "Ed è quello che le altre persone hanno mancato, o non hanno avuto il tempo di fare, o semplicemente non hanno disturbato."

Tra uno e due fori

Per quanto ne sa Tamm, questa è la prima volta che qualcuno osserva un ano transitorio. Complifica la nostra visione di come si è evoluto l'ano, aggiungendo quello che pensa possa essere un "passaggio intermedio" nel processo evolutivo.

Avere sia la bocca che l'ano, dice, "è un progresso per diventare più grande e più complicato" in termini di evoluzione. Senza di esso, gli animali non potrebbero essere troppo lunghi, mangiare e digerire allo stesso tempo, e letteralmente non merda dove mangiano. Abbiamo fatto molta strada dai nostri antenati di bottiglia-budello. Ma ad un certo punto della nostra evoluzione, abbiamo dovuto passare da una buca a due.

"Ottenere l'ano è la domanda", dice Tamm, spiegando che in un embrione l'ano si forma attraverso una fusione di tessuto, non dissimile da quello che vedeva nelle pettinature verrucose. La differenza è che, nella maggior parte degli animali, quella fusione è permanente: una volta che l'ano si forma nell'embrione, l'animale lo ha per tutta la vita. Le strane creature di Tamm, per qualsiasi ragione, sembrano essere meno decisive.

"Questa fusione temporanea potrebbe essere un passo in un ano permanente in ctenofori e altri animali", dice.

Per confermare se la fusione attuale sta avendo luogo quando questi animali fanno la cacca, sta già pensando di usare i potenti microscopi elettronici al Woods Hole Marine Biological Laboratory. Più prezioso di qualsiasi macchina, tuttavia, è il dono della pazienza di Tamm. E quando stai studiando gli ani, neanche il senso dell'umorismo può far male.

"Se guardi attentamente, puoi vedere molto", dice. "Yogi Berra, anche se sembra divertente, aveva ragione. Ha molti altri modi di dire. Come se vedessi una forchetta in mezzo alla strada, prendila. E tu non sai se sta parlando di un utensile."

Astratto:

Defecazione nel ctenoforo La mnemiopsis leidyi è una sequenza stereotipata di risposte effettrici che si verificano con un ritmo ultradiano regolare. Qui ho usato la video microscopia per descrivere nuove funzionalità e correggere precedenti rapporti del sistema gastrovascolare durante e tra le defecazioni. Contrariamente alla letteratura scientifica, gli individui defecarono attraverso solo uno dei due canali anali che possiede l'unico poro anale. Il poro anale non era visibile come una struttura permanente, come raffigurato nei libri di testo, ma appariva come una defecazione e scompariva in seguito. Gli intervalli di tempo tra le defecazioni ripetute nei singoli animali dipendevano dalle dimensioni del corpo, che vanno da ~ 10 min in piccole larve a ~ 1 ora in adulti di grandi dimensioni. La microscopia a contrasto di interferenza differenziale ha rivelato che sia l'apertura che la chiusura del poro anale assomigliavano ad un anello reversibile di fusione tissutale tra gli strati endodermici ed ectodermici appaiati all'estremità aborale. Gli individui di M. leidyi sembrano quindi avere un ano intermittente e quindi un intestino attraverso intermittente che si ripresenta ad intervalli regolari. La temporalità di un poro anale visibile in M. leidyi è nuova e può far luce sull'evoluzione di un ano permanente e attraverso l'intestino negli animali. Inoltre, il dimorfismo dell'immagine speculare del complesso anale diagonale si verifica nei ctenofori larvali ma non negli adulti, indicando flessibilità evolutiva nella simmetria diagonale del complesso anale.