Wie das Huhn seinen Penis verlor

Der Fall des vermissten Vogelpenis ist ein langjähriges Rätsel in der Evolutionsbiologie. Aber die Identifizierung eines molekularen Mechanismus, der den Penisverlust bei Vögeln steuert, trägt in gewisser Weise zur Lösung dieses Rätsels bei.

Ungefähr 97% der Vogelarten haben wenig oder gar keinen Phallus, obwohl sie sich durch innere Befruchtung vermehren. Eine heute in Current Biology1 veröffentlichte Studie zeigt, dass die Entwicklung von Hühnerpenissen durch Signale, die den Zelltod fördern, unterbrochen wird.“Dieses Papier wäre in der Natur oder in der Wissenschaft, wenn es um Menschen ginge“, sagt Richard Prum, evolutionärer Ornithologe an der Yale University in New Haven, Connecticut. „Das ganze Ergebnis ist völlig neu.“

Männliche Hühner, die nur einen rudimentären Phallusnoppen besitzen, pumpen ihr Sperma mit einem“Kloakenkuss“in Weibchen — eine Bewegung, die die männlichen und weiblichen Cloacas zusammenpresst, die normalerweise zur Abfallausscheidung und Kopulation verwendet werden. Im Gegensatz dazu verfügen Enten über große und aufwendig gewickelte Penisse, die etwa die Hälfte der Länge ihres Körpers messen können2.Um die Signale, die das Peniswachstum steuern, besser zu verstehen, suchten Forscher um Martin Cohn, Entwicklungsbiologe an der University of Florida in Gainesville, nach Unterschieden zwischen sich entwickelnden Enten- und Hühnerembryonen.

Hautnah und persönlich

Die Wissenschaftler beobachteten die Entwicklung des Penis durch winzige Fenster, die in Enten- und Hühnereier geschnitten wurden. Sie fanden heraus, dass Hühner anfangs Penisse bilden, die denen von Enten ähneln, aber dass etwa am neunten Tag der Entwicklung der im Entstehen begriffene Hühnerpenis — Genitaltuberkel genannt — aufhört zu wachsen und zu schrumpfen beginnt.“Wir erwarteten, dass ein kritischer Auswuchsfaktor fehlte“, sagt Cohn, aber das Team entdeckte, dass viele der gleichen Gene, die das Peniswachstum bei Enten antreiben, bei Hühnern weiterhin stark exprimiert wurden. Es gibt jedoch einen entscheidenden Unterschied zwischen den beiden Arten. Hühner zeigten erhöhte Bmp4-Spiegel — ein Protein, das den Zelltod fördert – in der Nähe der Tuberkelspitze. „Wir waren sehr überrascht“, sagt Cohn.Die Forscher konnten den Genitalzelltod bei Hühnern abwehren, indem sie eine Seite des Tuberkels mit Noggin behandelten, einem Protein, das die Bmp-Aktivität blockiert. Nach einem Tag wuchs die mit Noggin behandelte Seite auf etwa das 6,5-fache der unbehandelten Seite. Die Behandlung einer Seite wachsender Ententuberkel mit Bmp4 führte zu lokalisiertem Zelltod und Penisschrumpfung, Nachahmung der normalen Genitalentwicklung bei männlichen Hühnern.Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Genitalwachstum bei Vögeln durch ein gemeinsames Programm gesteuert wird, das durch evolutionäre Verbesserungen der Bmp-Signalisierung angepasst wurde, sagen die Autoren.

Aber die Daten erklären nicht, warum Hühner ihre Penisse abwerfen. Cohn schlägt vor, dass Phallusse als sekundäre Folge der Evolution in anderen Körperteilen wie Gliedmaßen und Zähnen verloren gegangen sein könnten, deren Entwicklung auch durch Bmp-Proteine beeinflusst wird.Bob Montgomerie, Evolutionsbiologe an der Queen’s University in Ontario, Kanada, ist anderer Meinung. Er und andere haben vorgeschlagen, dass, weil der Kloakenkuss die Zusammenarbeit zwischen willigen Partnern erfordert, Weibliche Hühner und andere Vögel möglicherweise Männchen mit kleineren Penissen ausgewählt haben, um der erzwungenen Kopulation zu entkommen. Im Laufe der Zeit hätte diese Präferenz die Genitalien männlicher Vögel umgestaltet.