Damschen/ARCO/naturepl.com
Haangenitaliën zijn een evolutionaire puzzel.
het geval van de ontbrekende vogelpenis is een lang bestaand mysterie in de evolutionaire biologie. Maar de identificatie van een moleculair mechanisme dat het verlies van de penis bij vogels controleert, lost dit raadsel op.
ongeveer 97% van de vogelsoorten sport weinig of niets in de vorm van een fallus, ondanks voortplanting door inwendige bevruchting. Een vandaag gepubliceerde studie in de huidige Biologie1 toont aan dat de ontwikkeling van kippenpenissen wordt ingekort door signalen die celdood bevorderen.”dit artikel zou in Nature or Science zijn als het over mensen ging,” zegt Richard Prum, een evolutionaire ornitholoog aan de Yale University in New Haven, Connecticut. “Het hele resultaat is geheel nieuw.”
mannelijke kippen, die slechts een rudimentaire fallus bezitten, pompen hun sperma in vrouwtjes met behulp van een’ cloacale kus ‘ — een beweging die de mannelijke en vrouwelijke cloacas samenperst, openingen die worden gebruikt voor afvaluitscheiding en copulatie. Eenden daarentegen hebben grote en uitgebreid opgerolde penissen die ongeveer de helft van de lengte van hun lichaam kunnen meeten2.om de signalen die de penisgroei controleren beter te begrijpen, zochten onderzoekers onder leiding van Martin Cohn, een ontwikkelingsbioloog aan de Universiteit van Florida in Gainesville, naar verschillen tussen de ontwikkeling van eend-en kippenembryo ‘ s.
van dichtbij en persoonlijk
de wetenschappers keken naar de ontwikkeling van de penis door kleine vensters die in eend-en kippeneieren werden gesneden. Ze vonden dat kippen aanvankelijk penissen vormen vergelijkbaar met die van eenden, maar dat op ongeveer de negende dag van de ontwikkeling, de ontluikende Kip penis — genoemd een genitale tuberkel — stopt met groeien en begint te krimpen.
“we verwachtten dat er een kritische uitgroeifactor ontbrak,” zegt Cohn, maar het team ontdekte dat veel van dezelfde genen die de penisgroei bij eenden aansturen, sterk tot expressie bleven komen in kippen. Er is echter een belangrijk verschil tussen de twee soorten. Kippen vertoonden verhoogde niveaus van Bmp4 — een eiwit dat celdood bevordert-in de buurt van de punt van de tuberkel. “We waren erg verrast”, zegt Cohn.
onderzoekers konden genitale celdood bij kippen voorkomen door één kant van de tuberkel te behandelen met Noggine, een eiwit dat Bmp-activiteit blokkeert. Na een dag groeide de Noggin-behandelde zijde tot ongeveer 6,5 keer de lengte van de onbehandelde zijde. Het behandelen van één kant van groeiende eendknollen met Bmp4 resulteerde in gelokaliseerde celdood en peniskrimp, die normale genitale ontwikkeling in mannelijke kippen nabootste.
de resultaten suggereren dat de genitale groei bij vogels wordt gecontroleerd door een gemeenschappelijk programma dat is aangepast door evolutionaire tweaks in BMP-signalering, zeggen de auteurs.
maar de gegevens verklaren niet waarom kippen hun penissen verliezen. Cohn suggereert dat fallussen verloren kunnen zijn gegaan als een secundair gevolg van evolutie in andere lichaamsdelen zoals ledematen en tanden, waarvan de ontwikkeling ook wordt beïnvloed door BMP-eiwitten.Bob Montgomerie, een evolutionair bioloog aan de Queen ‘ s University in Ontario, Canada, is het daar niet mee eens. Hij en anderen hebben gesuggereerd dat, omdat de cloacale kus samenwerking vereist tussen gewillige partners, vrouwelijke kippen en andere vogels mannetjes met kleinere penissen voor een deel hebben geselecteerd om gedwongen copulatie te ontsnappen. Na verloop van tijd zou die voorkeur de genitaliën van mannelijke vogels hebben veranderd.