Как птицы потеряли свои пенисы
Хотя для внутреннего оплодотворения пенис кажется незаменимым органом, большинство птиц обходятся без него. Исследователи, опубликовавшие работу 6 июня в журнале Current Biology (Cell Press), выяснили, куда с точки зрения развития исчезают пенисы у птиц.
Оказалось, что у сухопутных птиц (например, кур), у которых во взрослом состоянии есть лишь рудиментарный пенис, на ранних стадиях эмбриона он развивается нормально. Однако позже в развитии включается генетическая программа, которая заставляет зачаточный пенис прекратить рост, а затем и вовсе редуцироваться.
«Регуляция баланса между пролиферацией и гибелью клеток необходима для контролируемого роста и развития», — сказал Мартин Кон из Медицинского института Говарда Хьюза и Университета Флориды. «Избыточное деление клеток или недостаточная их гибель могут привести к чрезмерному или нерегулируемому росту, как при раке. Если баланс смещён в другую сторону, недостаточное деление или избыточная гибель клеток могут привести к недоразвитию или даже отсутствию ткани или органа.
Наше открытие показывает, что редукция пениса в ходе эволюции птиц произошла за счёт активации нормального механизма запрограммированной клеточной гибели в новом месте — на кончике формирующегося пениса».
Ключевым геном в этом процессе является Bmp4. В развитии цыплёнка ген Bmp4 включается, и развивающиеся гениталии уменьшаются. У более «богато одарённых» уток и эму этот ген остаётся выключенным, и их пенисы продолжают расти.
Не совсем ясно, почему куры и другие птицы потеряли свои пенисы, говорит ведущий автор исследования, аспирант Ана Эррера. Возможно, это даёт самкам больший контроль над своей репродуктивной жизнью.
Эти результаты могут иметь значение для понимания эволюционной редукции в целом (например, утрата конечностей у змей). Они также могут дать ответы на некоторые медицинские вопросы.
«Гениталии — один из самых быстро эволюционирующих органов у животных, от моллюсков до млекопитающих, — сказал Кон. — Также верно, что гениталии чаще поражаются врождёнными дефектами, чем почти любой другой орган. Изучение молекулярной основы естественной изменчивости, созданной эволюцией, может привести к открытию новых механизмов эмбрионального развития, некоторые из которых совершенно неожиданны. Это позволяет нам не только понять, как работает эволюция, но и получить новое представление о возможных причинах пороков развития».