miten kana menetti peniksensä

kadonneen linnun peniksen tapaus on evoluutiobiologiassa pitkäaikainen mysteeri. Mutta sellaisen molekyylimekanismin tunnistaminen, joka ohjaa lintujen peniksen menetystä, auttaa ratkaisemaan tämän arvoituksen.

noin 97% lintulajeista on falloksen kaltainen, vaikka ne lisääntyvät sisäisellä hedelmöityksellä. Current Biology1-lehdessä tänään julkaistu tutkimus osoittaa, että kanapenisten kehitys tyrehtyy solukuolemaa edistäviin signaaleihin.

”tämä paperi olisi luonnossa tai tieteessä, jos se kertoisi ihmisistä”, sanoo Richard Prum, evoluutioon erikoistunut ornitologi Yalen yliopistosta New Havenista Connecticutista. ”Koko tulos on täysin uusi.”

Uroskanat, joilla on vain alkeellinen fallinen nuppi, pumppaavat siittiöitään naaraisiin ’yhteissuolella’ — liikkeellä, joka painaa yhteen uroksen ja naaraan yhteissuolet, kuonan erittymiseen ja paritteluun käytettävät aukot. Sitä vastoin ankat ylpeilevät suurilla ja taidokkaasti kiertyneillä peniksillä, jotka voivat olla noin puolet niiden vartaloiden pituudesta2.

ymmärtääkseen paremmin peniksen kasvua sääteleviä signaaleja tutkijat, joita johti kehitysbiologi Martin Cohn Floridan yliopistosta Gainesvillestä, etsivät eroja kehittyvien Ankan ja kanan alkioiden välillä.

läheltä ja henkilökohtaisesti

tutkijat seurasivat peniksen kehittymistä ankaksi ja kananmuniksi leikattujen pienten ikkunoiden läpi. He havaitsivat, että kanat muodostavat aluksi samanlaisia peniksiä kuin ankat, mutta noin yhdeksäntenä kehityspäivänä orastava kanan penis — jota kutsutaan sukupuolielinten tuberkuloosiksi — lakkaa kasvamasta ja alkaa kutistua.

”odotimme löytävämme jonkin kriittisen kasvutekijän puuttuvan”, sanoo Cohn, mutta ryhmä havaitsi, että monet samat geenit, jotka ajavat peniksen kasvua ankoilla, ilmentyivät edelleen voimakkaasti kanoilla. Näiden kahden lajin välillä on kuitenkin keskeinen ero. Kanoilla havaittiin kohonneita bmp4 — proteiinin — solukuolemaa edistävän proteiinin-pitoisuuksia lähellä tuberkkelin kärkeä. ”Olimme hyvin yllättyneitä”, Cohn sanoo.

tutkijat pystyivät torjumaan kanojen genitaalisolukuoleman käsittelemällä tuberkkelin toista puolta Nogginilla, joka estää Bmp: n toimintaa. Päivän kuluttua Päistärikäsitelty puoli kasvoi noin 6,5 kertaa hoitamattoman puolen pituiseksi. Kasvavien Ankan tuberkkelien toisen puolen hoitaminen bmp4: llä johti paikalliseen solukuolemaan ja peniksen kutistumiseen, mikä jäljitteli uroskanojen normaalia genitaalikehitystä.

tulokset viittaavat siihen, että lintujen genitaalikasvua hillitään yhteisellä ohjelmalla, jota on muokattu BMP-merkinantoon liittyvillä evolutiivisilla säätelyillä, kirjoittajat sanovat.

tiedot eivät kuitenkaan selitä, miksi kanat karistivat peniksensä. Cohnin mukaan fallokset ovat saattaneet hävitä evoluution toissijaisena seurauksena muista ruumiinosista, kuten raajoista ja hampaista, joiden kehitykseen vaikuttavat myös Bmp-proteiinit.

Bob Montgomerie, Kanadan Ontariossa sijaitsevan Queen ’ s Universityn evoluutiobiologi, on eri mieltä. Hän ja muut ovat esittäneet, että koska yhteissuolessa tapahtuva suudelma vaatii halukkaiden kumppanien yhteistyötä, naaraskanat ja muut linnut ovat saattaneet valita uroksia, joilla on pienemmät penikset, osittain pakoon pakotettua parittelua. Ajan myötä tämä mieltymys olisi muokannut uroslintujen sukupuolielimiä.