Damschen/ARCO/naturepl.com
Rooster könsorgan är ett evolutionärt pussel.
fallet med den saknade fågelpenis är ett långvarigt mysterium i evolutionär biologi. Men identifieringen av en molekylär mekanism som styr penisförlust hos fåglar går något för att lösa detta problem.
ungefär 97% av fågelarterna sportar lite eller ingenting i vägen för en fallus, trots att de reproduceras genom intern befruktning. En studie som publiceras idag i Current Biology1 visar att utvecklingen av kycklingpeniser skärs av signaler som främjar celldöd.
”detta papper skulle vara i natur eller vetenskap om det handlade om människor”, säger Richard Prum, en evolutionär ornitolog vid Yale University i New Haven, Connecticut. ”Hela resultatet är helt nytt.”
manliga kycklingar, som bara har en rudimentär fallisk nub, pumpar sina spermier i kvinnor med hjälp av en ”cloacal kiss” — ett drag som pressar ihop manliga och kvinnliga cloacas, öppningar som används för utsöndring av avfall och kopulation. Däremot kan ankor skryta med stora och omsorgsfullt lindade penisar som kan mäta ungefär hälften av deras kroppar2.för att bättre förstå signalerna som styr penistillväxten letade forskare under ledning av Martin Cohn, en utvecklingsbiolog vid University of Florida i Gainesville, efter skillnader mellan att utveckla anka och kycklingembryon.
nära och personligt
forskarna såg penisutveckling genom små fönster skurna i anka och kycklingägg. De fann att kycklingar ursprungligen bildar penisar som liknar ankor, men att ungefär den nionde utvecklingsdagen slutar den växande kycklingpenisen — kallad genital tuberkel — växa och börjar krympa.
”vi förväntade oss att hitta någon kritisk utväxtfaktor saknades”, säger Cohn, men laget upptäckte att många av samma gener som driver penistillväxt hos ankor fortsatte att uttryckas starkt hos kycklingar. Det finns dock en viktig skillnad mellan de två arterna. Kycklingar visade ökade nivåer av Bmp4 — ett protein som främjar celldöd-nära tuberkelns spets. ”Vi blev mycket förvånade”, säger Cohn.
forskare kunde avvärja könscellsdöd hos kycklingar genom att behandla ena sidan av tuberkeln med Noggin, ett protein som blockerar Bmp-aktivitet. Efter en dag växte den Nogginbehandlade sidan till cirka 6,5 gånger längden på den obehandlade sidan. Behandling av ena sidan av växande anka tubercles med Bmp4 resulterade i lokal celldöd och peniskrympning, som efterliknade normal könsutveckling hos manliga kycklingar.
resultaten tyder på att könstillväxt hos fåglar styrs av ett gemensamt program som har anpassats av evolutionära tweaks i Bmp-signalering, säger författarna.
men uppgifterna förklarar inte varför kycklingar tappar sina penisar. Cohn föreslår att fallus kan ha gått vilse som en sekundär konsekvens av evolutionen i andra kroppsdelar som lemmar och tänder, vars utveckling också påverkas av Bmp-proteiner.
Bob Montgomerie, en evolutionär biolog vid Queen ’ s University i Ontario, Kanada, håller inte med. Han och andra har föreslagit att eftersom kloakkyssen kräver samarbete mellan villiga partners, kvinnliga kycklingar och andra fåglar kan ha valt män med mindre penisar delvis för att undkomma Tvingad parning. Med tiden skulle den preferensen ha omformat könsorganen hos manliga fåglar.