Język lata jak łopata, ale nie u wszystkich tak samo

Ryby i ssaki inaczej żują. Ryby wykorzystują mięśnie języka do wpychania jedzenia w głąb jamy gębowej, podczas gdy ssaki posługują się nimi, by ustawić pokarm w pozycji idealnej do miażdżenia zębami.

Naukowcy z Brown University uważają, że dywergencja ewolucyjna w zakresie budowy i funkcji języka musiała się dokonać u płazów. Dopiero dalsze badania pozwolą jednak ustalić, kiedy się to stało i u jakich gatunków (dywergencja ewolucyjna to różnice w rozwoju filogenetycznym narządu/części ciała spokrewnionych gatunków, wynikające z odmiennych przystosowań).

Amerykanie przyglądali się mięśniom kontrolującym ruchy żuchwy/szczęki i języka u ryb oraz ssaków. U ryb mięśnie języka przesuwały pokarm głębiej jak na linii montażowej w fabryce. U ssaków mięśnie języka pozycjonowały kąsek, by mięśnie żuchwy i szczęki mogły jak najlepiej wykorzystać zęby do rozdrobnienia jedzenia. To jasne, że wszystkie te zwierzęta żują, ale rola języka w tym żuciu jest już inna. W tym kontekście rodzi się pytanie, co robią mięśnie związane z językiem - opowiada dr Nicolai Konow.

W latach 2008 i 2010 Konow i jego zespół opublikowali artykuły nt. technik żucia amii (mękławki), szczupaka oraz ryb kostnojęzykopodobnych, u których występuje kostny język sczepiający się z zębami na podniebieniu. Biolodzy wykazali, że u niektórych z tych gatunków żucie zaczyna się od języka ustawionego w górnej części jamy gębowej. Potem ryba napina mięsień mostkowo-gnykowy, cofa język, znów go wysuwa, by na końcu przywrócić oryginalną pozycję w górze pyska. Gdyby obserwować rybę od lewej strony, cykl żucia przypomina przekrzywioną elipsę, zataczaną przez język w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Odkrycie akademików z Brown University pokrywa się z wcześniejszymi doniesieniami innego zespołu, który badał m.in. wielopłetwcowate, niszczukokształtne i dwudyszne.

Poza rybami Konow i inni studiowali też ssaki: alpaki, kozy i świnie. W mięśniach żuchwy/szczęki i języka zwierząt umieszczono elektrody, dzięki czemu można było śledzić aktywność każdej z tych grup mięśniowych podczas żucia. Okazało się, że gdy ssaki zaczynały żuć, język wysuwał się do przodu i w górę, a następnie był wciągany do pozycji wyjściowej. U zwierzęcia obserwowanego z lewej strony język zatacza elipsę w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Różnice w żuciu wynikają z odmiennych funkcji języka. U ryb rola języka polega na szybkim transportowaniu pokarmu przez jamę gębową. W tym czasie często zachodzi rozcieranie jedzenia. Poza tym język przemieszcza przez pysk i dalej do skrzeli natlenioną wodę. To dlatego mamy do czynienia ze stałym wciąganiem języka do pyska - wyjaśnia Konow.

Z kolei ssaki używają języka do takiego ustawienia pokarmu w jamie gębowej, by zmaksymalizować żucie. Co ciekawe, nawet pomiędzy blisko spokrewnionymi gatunkami występują zaskakujące różnice. Żucie u zwierząt roślinożernych nie jest tak skoordynowane (rytmiczne) jak u zwierząt wszystkożernych. Sądzimy, że roślinożercy potrzebują, by podczas żucia masa pokarmowa znajdowała się w ściśle określonej pozycji, dlatego język stale porusza się we wszystkich kierunkach, aby pomiędzy ugryzieniami umieścić kęs dokładnie tam, gdzie powinien być.

Kiedy doszło do dywergencji ewolucyjnej? Belgijski biolog Anthony Herrel ustalił kiedyś, że u jaszczurek język wysuwa się naprzód i ku górze jak u ssaków, co sugeruje, że zmiana funkcji nastąpiła u płazów. Konow już planuje, by w niedalekiej przyszłości przeprowadzić eksperymenty na płazach.

żucie język żuchwa szczęka żucie ryby ssaki Nicolai Konow