Sú najslávnejšie zo všetkých živočíchov cicajúcich krv. Vedci zistili, že je to vďaka strate trinástich génov.
Netopier krátkochvostý (Carollia perspicillata) ceriaci zuby. Zdroj: iStockphoto.com
Netopiere, presnejšie podčeľaď upíry, sú jediné cicavce, ktorých potrava je založená výlučne na príjme červenej tekutiny kolujúcej v krvnom obehu ich obetí. Žijú iba v tropických častiach Ameriky, konkrétne v Strednej Amerike a Južnej Amerike.
Netopiere sú hmyzožravce, tri druhy z podčeľade upírov – Desmodus rotundus, Diaemus youngi a Diphylla ecaudata – však cicajú krv a sú schopné prežívať len vďaka nej. Na to, aby ju dokázali získať, sa postupne fyziologicky prispôsobili a vyvinuli si stratégie v správaní. Jeho genetický obraz bol však doteraz nejasný.
Jednu pätinu celkového počtu všetkých druhov cicavcov na svete tvoria práve netopiere. Sú jediným lietajúcim cicavcom, početné kolónie môžu preto migrovať na dlhé vzdialenosti a byť od seba dostatočne geograficky izolované. Ministerstvo vnútra Spojených štátov amerických uvádza, že našu planétu obýva dokopy až 1400 druhov netopierov.
Keď je strata génov výhodou
Štúdia publikovaná v Science Advances tvrdí, že netopiere – upíry stratili v priebehu evolúcie trinásť génov, ktoré sú zodpovedné za ich nevídané správanie. Výskumný tím pod vedením doktora Michaela Hillara porovnal genóm Desmodus rotundus s genómami ďalších 26 druhov netopierov. Skupina vedcov sa zamerala na sledovanie úplne vymiznutých alebo inaktivovaných génov.
V závere pozorovali neprítomnosť 13 génov, zapojených v rozličných procesoch.
Tri absentujúce gény netopierov sú v porovnaní s inými živočíchmi spojené s prítomnosťou receptorov pre sladkú a horkú chuť. Testy správania v štúdii publikovanej v časopise Journal of Chemical Ecology ukázali, že schopnosť upírov obecných rozlišovať sladké, slané, kyslé a horké je málo vyvinutá. Neschopnosť cítiť chute im pravdepodobne uľahčuje pitie telesnej tekutiny kolujúcej v žilách.
Dôležitý gén, ktorý reguluje vstup železa do buniek v gastrointestinálnom trakte, nebol v genóme cicajúceho netopiera prítomný, čo pravdepodobne súvisí s ich diétou bohatou na železo. Napriek dôležitosti železa pre rôzne bunkové procesy môže mať nadmerný príjem vážne škodlivé účinky, ktoré však netopiere nepociťujú. Ich príjem železa je pritom až 800-krát vyšší ako u ľudí, no na druhej strane sú schopné ho aj efektívne a rýchlo vylúčiť.
Ďalším vymiznutým je gén, ktorý pomáha zvýšiť hladinu inzulínu v krvi. Inzulín umožňuje transport glukózy do buniek. Krv nie je svojím zložením bohatá na cukry a ich nízka hladina by spôsobila hypoglykémiu – nízku koncentráciu cukru –, ktorá je pre organizmus nebezpečná. Vedci predpokladajú, že neprítomnosť vyššie spomínaného génu sa vyvinula ako adaptácia na dlhšie udržanie glukózy v krvnom riečisku.
Okrem spomenutých génov boli objavené aj ďalšie, ktoré sú zapojené do metabolických procesoch a trávenia a podieľajú sa na imunite.
Skupina netopierov visiacich zo stropu jaskyne. Zdroj: iStockphoto.com
Farebná slepota
Farebné videnie umožňujú fotoreceptory – čapíky – uložené na sietnici. Gén, ktorý netopierom chýba, kóduje enzým, zvaný fotodiesteráza, ktorý je súčasťou procesu, zvaného vizuálna fototransdukcia. Fototransdukcia je proces premeny svetla na akčný potenciál, ktorý vedie ďalej informáciu až do mozgu. Z tohto zistenia vyplýva, že upíry stratili funkčnú schopnosť v čapíkoch, a preto nevidia farby. Ich zrak je prispôsobený aktívnemu nočnému životu a všetko vidia len v odtieňoch sivej.
Reciprocita – podelenie sa s ostatnými
Netopiere majú redukované zásoby glykogénu a lipidov, čo ich pri dlhodobom hladovaní robí zraniteľnými. Bez príjmu potravy vydržia len 48 – 72 hodín. Sýty netopier hladnému pomôže tým, že vyvrhne trochu krvi zo svojho žalúdka, aby sa aj hladný netopier nasýtil. Vzťah medzi sebou upevňujú aj vzájomným čistením srsti, čím zvyšujú svoje šance, že im v budúcnosti bude poskytnutá pomoc. Jedinci však uplatňujú prvky altruistického správania len voči tým členom populácie, od ktorých môžu očakávať, že sa k nim v budúcnosti zachovajú rovnako.
Tím vedcov predpokladá, že neprítomnosť jedného génu môže byť spojená aj s ich výbornými kognitívnymi schopnosťami. Netopiere cicajúce krv sú zo všetkých druhov netopierov najlepšie spoločensky vyvinuté a majú aj najväčší neokortex – mozgovú kôru. Táto mozgová časť je zodpovedná za spracovanie zvuku a je zapojená v procesoch, ktoré sú späté s pamäťou a emóciami. Netopiere rozpoznávajú kontaktné volania iných jedincov a na ich základe sa rozhodnú, s kým sa neskôr podelia o potravu. Uvedený typ správania dokazuje mimoriadne dobrú dlhodobú pamäť.
Prečo krv zaťažuje trávenie
Ako jediný zdroj výživy predstavuje krv náročnú diétu z niekoľkých dôvodov.
- Po prvé, krv má vysoký obsah tekutín – až 78 percent – a pomerne nízku kalorickú hodnotu. Aj preto sú netopiere nútené vypiť až 1,4-násobku svojej telesnej hmotnosti. Ich žalúdok sa prispôsobil funkčne svojou schopnosťou roztiahnuť sa, aby vedeli stráviť veľký objem tekutiny.
- Po druhé, krv má vysoký obsah železa, ktoré je transportované proteínom transferínom.
- Po tretie, krv má neproporčné nutričné zloženie, ktoré je bohaté na proteíny (93 percent) a chudobné na tuky a karbohydráty (len jedno percento).
Zdroje:
DOI: 10.1126/sciadv.abm6494
Journal of Chemical Ecology
ScienceFocus
U.S. Department of Interior
