Damschen/ARCO/naturepl.com,
Kohout genitálie jsou evoluční puzzle.
případ chybějícího ptačího penisu je v evoluční biologii dlouhodobým tajemstvím. Ale identifikace molekulárního mechanismu, který řídí ztrátu penisu u ptáků, jde nějakým způsobem k vyřešení tohoto hlavolamu.
zhruba 97% ptačích druhů sportuje málo nebo nic v cestě falusu, navzdory reprodukci vnitřním oplodněním. Studie zveřejněná dnes v Current Biology1 ukazuje, že vývoj kuřecích penisů je zkrácen signály, které podporují buněčnou smrt.
„Tento dokument by byl v přírodě nebo vědě, kdyby se jednalo o lidi,“ říká Richard Prum, evoluční ornitolog na Yale University v New Haven v Connecticutu. „Celý výsledek je zcela nový.“
samčí kuřata, která mají pouze rudimentární falické jádro, pumpují své spermie do samic pomocí „kloakálního polibku“ – pohybu, který tlačí k sobě samčí a samičí kloaky, otvory používané pro vylučování odpadu a kopulaci. Naproti tomu kachny se mohou pochlubit velkými a komplikovaně stočenými penisy, které mohou měřit asi polovinu délky jejich těla2.
lépe pochopit signály, které kontrolují růst penisu, výzkumníci pod vedením Martin Cohn, vývojový biolog na University of Florida v Gainesville, podíval se na rozdíly mezi rozvojovými kachní a kuřecí embrya.
zblízka a osobně
vědci sledovali vývoj penisu malými okny nakrájenými na kachní a kuřecí vejce. Zjistili, že kuřata zpočátku tvořit penisy podobné těm z kachny, ale to na zhruba devátý den vývoje, rodící kuřecí penisu — tzv. genitální hrbolek — přestane růst a začne se zmenšovat.
„očekávali Jsme, že najít nějaký kritický následek faktor chybí,“ říká Cohn, ale tým zjistil, že mnoho stejných genů, které pohánějí růst penisu u kachen i nadále silně exprimován u kuřat. Mezi těmito dvěma druhy je však klíčový rozdíl. Kuřata vykazovala zvýšené hladiny Bmp4-proteinu, který podporuje buněčnou smrt-v blízkosti špičky tuberkulózy. „Byli jsme velmi překvapeni,“ říká Cohn.
vědci byli schopni odvrátit smrt pohlavních buněk u kuřat ošetřením jedné strany tuberkulózy Nogginem, proteinem, který blokuje aktivitu Bmp. Po dni, Noggin léčených straně rostl o 6,5 krát délka neléčené straně. Léčba jedné strany rostoucích kachních tuberkul Bmp4 vedla k lokalizované buněčné smrti a smrštění penisu, napodobující normální vývoj genitálií u samců kuřat.
výsledky naznačují, že růst genitálií u ptáků je řízen společným programem, který byl přizpůsoben evolučními vylepšeními v signalizaci Bmp, říkají autoři.
ale údaje nevysvětlují, proč kuřata zbavují své penisy. Cohn naznačuje, že phalluses mohou být ztracena jako sekundární důsledek evoluce v jiných částech těla, jako jsou končetiny a zuby, vývoj, který je také ovlivněna Bmp proteiny.
Bob Montgomerie, evoluční biolog na Queen ‚ s University v kanadském Ontariu, nesouhlasí. On a jiní se domnívají, že proto, že kloakální polibek vyžaduje spolupráci mezi příslušnými partnery, samice slepice a další ptáci mohou vybrali muži s menšími penisy v části uniknout nucená kopulace. Postupem času by tato preference přetvořila genitálie mužských ptáků.