Πέμπτη, 6 Νοεμβρίου 2014

Από πού προέρχεται το πέος; Harvard researchers unravel evolution of genitalia

Ήταν μια σπουδαία εφεύρεση της Εξέλιξης, όταν τα σπονδυλωτά ζώα βγήκαν στην ξηρά. Lizard males have paired genitals called hemipenes - now research shows their genetic origin comes from limbs. The Nature research suggests the key to the origin of genitalia lies in the limbs, at least in snakes and lizards.

Από πού ξεφύτρωσε το πέος; Σίγουρα ήταν μια σπουδαία εφεύρεση της Εξέλιξης, όταν τα σπονδυλωτά ζώα βγήκαν στην ξηρά και χρειάζονταν πλέον ειδικό εργαλείο για να γονιμοποιούν τα αβγά της συντρόφου. Δύο νέες μελέτες προσφέρουν τώρα μια ικανοποιητική απάντηση για το πώς αυτό συνέβη.

Τα νέα ευρήματα

This is a python embryo at 11 days after oviposition (egglaying). The right hemipenis (genitalia) bud and vestigial limb-bud can be seen near the tail end of the embryo, in the center of the tail 'spiral' (two white 'blobs'). Credit: Image by Patrick Tschopp

Η πρώτη μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature», εξετάζει την ανάπτυξη του πέους σε έμβρυα θηλαστικών, πτηνών και ερπετών. Διαπιστώνει ότι σε όλες τις περιπτώσεις το πέος ξεκινά να σχηματίζεται από κύτταρα της λεγόμενης «κλοάκης».

A stage 9 lizard embryo, showing the two hemipenes buds in the center of the image, at the same level as the developing hind limbs. Credit: Image by Patrick Tschopp

Κλοάκη (ή κλοάκα ή αμάρα) ονομάζεται μια οπή στο πίσω μέρος πολλών ζώων, στην οποία καταλήγουν τόσο το έντερο όσο και το γεννητικό και ουροποιητικό σύστημα. Το άνοιγμα αυτό απουσιάζει στον άνθρωπο και γενικά στα πλακουντοφόρα θηλαστικά, τα οποία έχουν τουλάχιστον δύο οπές για τις απεκκρίσεις τους. Παρόλα αυτά, η κλοάκη εμφανίζεται για λίγο κατά την εμβρυϊκή ανάπτυξη. Οι ερευνητές του Χάρβαρντ που υπογράφουν τη μελέτη διαπίστωσαν ότι το πέος του εμβρύου σχηματίζεται από κύτταρα της κλοάκης και στα τέσσερα είδη που εξετάστηκαν -ποντίκια, σαύρες, φίδια και κοτόπουλα.

Οι διαφορές

When it comes to genitalia, nature enjoys variety. Snakes and lizards have two. Birds and people have one. And while the former group's paired structures are located somewhat at the level of the limbs, ours, and the birds', appear a bit further down. In fact, snake and lizard genitalia are derived from tissue that gives rise to hind legs, while mammalian genitalia are derived from the tail bud. But despite such noteworthy contrasts, these structures are functionally analogous and express similar genes. Researchers have now discovered how functionally analogous genitalia can arise from divergent tissue. Hemipenes of: top: Mountain Pit-viper (Ovophis monticola). middle: Spotted Slug-eater (Pareas macularius). bottom: Siamese Spitting Cobra (Naja siamensis). Photos by Sjon Hauser.

Υπάρχουν ωστόσο και διαφορές, αφού η θέση της κλοάκης δεν είναι ίδια σε αυτές τις ομάδες ζώων. Στα ποντίκια βρίσκεται πιο πίσω, οπότε το πέος σχηματίζεται και από κύτταρα τις ουράς. Στα ερπετά βρίσκεται πιο μπροστά, και το πέος σχηματίζεται από περιοχές οι οποίες θα έδιναν τα πίσω πόδια.

Don’t let his cocky attitude fool you. He’s not a good animal to share a nickname with the penis. In a related study published in journal Scientific Reports, a team looked at the embryonic origins of chicken genitals. They used fluorescent dyes to label small populations of cells in the chicken embryo and follow them to development.

Μάλιστα πολλά ερπετά έχουν δύο πέη (αν και χρησιμοποιούν μόνο ένα σε κάθε ζευγάρωμα), δεδομένου ότι υπάρχουν δύο σημεία από τα οποία θα ξεπήδαγαν τα πίσω άκρα, ακόμα και στα φίδια που έχουν χάσει τα πόδια τους στην πορεία της εξέλιξης. Στο κοτόπουλο, πάλι, η κατάσταση είναι ενδιάμεση, με το πέος να προέρχεται από κύτταρα και της ουράς και των πίσω ποδιών. Περισσότερες λεπτομέρειες για την ανάπτυξη του πέους, τουλάχιστον στις κότες, δίνει η δεύτερη μελέτη, την οποία δημοσιεύουν στην επιθεώρηση «Scientific Reports» ερευνητές του Πανεπιστημίου της Φλόριντα.

A house snake embryo at 6 days after oviposition. The right hemipenis (genitalia) bud can be seen near the tail end of the embryo. Credit: Image by Patrick Tschopp

Αναφέρουν ότι το πέος και η κλειτορίδα προέρχονται από δύο ομάδες κυττάρων τα οποία εμφανίζονται αρχικά σε αντίθετες πλευρές του εμβρύου και ενώνονται σε επόμενα στάδια της εμβρυϊκής ανάπτυξης. Σε συνδυασμό, οι δύο μελέτες δίνουν μια μάλλον ολοκληρωμένη απάντηση σε έναν βιολογικό γρίφο. Τα ευρήματα όμως θα μπορούσαν να βοηθήσουν και τους ανθρώπους που γεννιούνται με ανωμαλίες των γεννητικών οργάνων. Για παράδειγμα, η αποτυχία ένωσης των δύο ομάδων κυττάρων από τα οποία προέρχεται το πέος ίσως εξηγεί κάποια περιστατικά υποσπαδίας, μιας συγγενούς πάθησης στην οποία το άνοιγμα της ουρήθρας βρίσκεται στην κάτω πλευρά του πέους αντί στην μπροστινή.