Suurin osa miespuolisista nisäkkäistä kuljettaa arvokasta lastia uskomattoman epävarmassa pakkauksessa. Ulkoiset kivekset - jotka heilahtelevat herkästi vatsan ontelon ulkopuolella paljaassa, ohutnahkaisessa säkissä - ovat herkkiä, hienoisia ja tekevät silmiinpistävän kohteen kaikille miesten vihollisille (samoin kuin jalkapalloja, kuluneet polvet ja vyötärötason kalusteet). Joten ei ole yllättävää, että laskeutuneiden kiveiden evoluutio on hämmentänyt ja hämmentänyt biologia vuosikymmenien ajan.
Asiaan liittyvä sisältö
- Spermaalitieteen pitkä, käämittävä tarina
PLOS Biology -julkaisussa tänään julkaistu tutkimus tarjoaa vastauksen yhdeksi mysteerin suurimmista keskusteluista: käyttivätkö varhaisimmat esi-isiemme niitä ylös vai alas? Tutkijat päättelevät, että ensimmäisillä nisäkkäillä oli jo tämä hämmentävä piirre, ja vuosituhansien jälkeläisten jälkeen perintö perheen jalokiviä täydellä näytöllä. Mutta omituisesti näyttää siltä, että siitä lähtien sisäiset kivekset ovat kehittyneet ainakin neljä erillistä kertaa.
Ihmisten miehien alkioiden kehityksen aikana lisääntymisrakenteet morfioituvat alkukudoksiin syvällä vatsassa (naisilla nämä samat rakenteet jatkavat munasarjojen muodostumista). Ennen syntymää kivekset laskeutuvat alas vatsan läpi ja kivespussiin kaksivaiheisessa prosessissa. Tämä alaspäin suuntautuva muutto asetetaan liikkeelle kahden avaingeenin, INSL3 ja RXFP2, toiminnan avulla . Poistamalla jompikumpi näistä "munanjokaisista geeneistä" hiiristä, kiveiden eteläinen suunta kulkee kokonaan.
Harvat ihmisen miehet, jotka ovat syntyneet laskeutumattomilla kiveksillä (2–4 prosenttia), voivat olla vaikeuksissa: jos tila jatkuu aikuisuuteen, se voi vaikuttaa hernias, hedelmättömyyteen ja kivessyöpään. Mutta aivan erilaiselle nisäkäsryhmälle on normaalia, että kivespussia ei ole ollenkaan. Afrotheria-kladin nisäkäslajit - mukaan lukien elefantit, manaatit, viitta kultaiset myyrät ja kallion hyraxit - pitävät sen sijaan kiveksensä vatsan sisällä tilassa, jota kutsutaan ”testikondiksi”.
Nämä erilaiset piirteet ovat aiheuttaneet palapelin evoluutiobiologeille: Pidittivätkö kaikkien elävien nisäkkäiden, kuten afrikkalaisten ja naispuolisten nisäkkäiden, yhteinen esi-isä arvokkaita lisääntymiselimiään vatsassa? Vai kuljettiko se ihmisiä ja useimpia muita nisäkäslinjoja kuten heitä kehon ulkopuolella kaikkien nähtäväksi? Koska pehmeät kudokset, kuten kivekset, säilyvät huonosti fossiilisten aineiden rekisterissä, fyysisiä todisteita esi-isien kiveksistä ei ole jäljellä ja nisäkäsperäisten kivesten sijainti on pysynyt vaikeana.
Johtava kirjailija Virag Sharma ja vanhempi kirjailija Michael Hiller, genomikot Maxresckin molekyylipohjabiologian ja genetiikan instituutissa Dresdenissä, Saksassa, ottivat geneettisen lähestymistavan keskusteluun. Tietäen kuinka kriittisiä verenkierron geenit olivat kiveen laskeutumiseen, he perustelivat, että näiden geenien vertaaminen useissa nisäkäslinjoissa tarjoaisi suoran reitin esi-isien tilan määrittämiseen. (Tämä menetelmä ohittaa fossiilitietojen rajoitukset, mikä voi joskus tuottaa ristiriitaisia tai epämääräisiä tietoja lajien välisestä sukulaisuudesta.)
"Pystyminen käyttämään molekyylitietoja vastaamaan tällaiseen kysymykseen on jotain, jota emme pystyneet tekemään 10 vuotta sitten", sanoo Smithsonian National Zoo -genomisti Natalia Prado-Oviedo, joka ei ollut sidoksissa tutkimukseen. Tärkeää on, että Sharma ja Hiller -menetelmä "toimii [mikä tahansa fossiilisten aineistojen tulkinta]".
Luuletko, että kiveiden kehitys olisi heikentyneitä hedelmiä - mutta osoittautuu, että kuva on paljon monimutkaisempi kuin tutkijat olisivat voineet kuvitella. Elefantit ovat vain yksi ryhmä, jonka kivekset ovat kätkeytyneinä vatsassa. (baluda / Pixabay) Kun Sharma vertasi 71 nisäkkään scotal-geenejä, hän havaitsi, että neljä afrikkalaista lajia, joista puuttui laskeutuneita kiveitä - manaatit, viitta kultaiset mollit, niemellä esiintyvät varret ja tenrekit (pienet hyönteisiä lentävät nisäkkäät, jotka muistuttavat siiliä) - kaikki kantoivat rintakehän geenejä . Sitten Sharma käytti tätä geenitietoa arvioidakseen, milloin yksi geeneistä oli menettänyt toimivuuden jokaisessa lajissa. Kun geenit muuttuvat toimimattomiksi, koherenssin ylläpitämiseen ei enää tarvita paineita, ja ne alkavat rappeutua ja kerätä mutaatioita laiminlyönnistä. Mitä enemmän virheitä geenisekvenssi tekee, sitä kauemmin se todennäköisesti katoaa.
Työskentelemällä taaksepäin, Sharma seurasi myös kaikkien neljän lajien kiveenlaskun menetystä 23-83 miljoonaan vuoteen sitten - tapaukset, jotka ovat uudempia kuin afrikkalaisen suvun arvioitu eroja 100 miljoonaa vuotta sitten. Toisin kuin muut nisäkkäät, kun afrikkalaiset erottuivat pääpakkauksesta, heidän kiveensä epäonnistuivat samoin.
Sharma havaitsi myös, että näihin neljään lajiin löydetyt geneettisten virheiden tyypit poikkesivat toisistaan ja ilmeisesti ilmestyivät erillisinä ajankohtina. Jos ne olisivat identtisiä mutaatioita, Sharma olisi päätellyt, että yksi askrotalinen esi-isä oli kulkenut samat rikkoutuneet geenit kaikille neljälle lajille kerralla. Mutta variaatio osoitti, että scrota katosi neljään erilliseen tilanteeseen evoluutiohistorian kuluessa. Toisin sanoen evoluutio “keksi itsenäisesti” laskemattomia kiveksiä neljä kertaa.
Tutkijat ovat jo vuosien ajan tietäneet, että yksi tärkeimmistä skotan eduista on tuuletus: nisäkkään siemenneste kypsyy ja varastoituu paremmin lämpötiloissa 2, 5 - 3 astetta alempi kuin muu vartalo, ja näiden elinten puhdistaminen pitää ne viileinä. Mutta emme ole paljon varmoja siitä, onko tästä syystä skrota kehittynyt. Se on klassinen kukon ja munan dilemma: kivekset ovat saattaneet paeta vatsasta, koska lämpötilat saivat liian paahtuneita, tai sperma on voinut mukautua rakastamaan chilliä, koska ne oli jo syrjäytetty jostakin muusta syystä.
(Muita teorioita on runsaasti, mukaan lukien ajatus siitä, että kivekset ovat koristeellisia, jotka ylpeyttävät miesten hedelmällisyydestä. Tai ehkä, kuten lasten urologi John Hutson uskoo, kivekset karkotettiin toisen anatomisen uudelleenjärjestelyn sivutuotteena tai virheenä.)
Mutta jos lämpötila on päätekijä, silloin on vielä yksi palapelin tutkijoiden vastaus. Norsuilla ja norsuilla - joiden molemmat pitävät kiveksensä lukittuna vatsassa -, kehon sisälämpötila on samanlainen kuin ihmisen. Kuinka he selviytyvät?
Afrikkalaisilla kustannukset (altistuminen, haavoittuvuus) voivat yksinkertaisesti olla suuremmat kuin hyödyt (hieman viileämpi lämpötila), Hiller sanoo. Tai ehkä nämä nisäkkäät käyttävät vielä avastamatta olevaa menetelmää kylmän ylläpitämiseen. Näiden ilmiöiden kytkemiseksi kiveksen pidätykseen geneetikkojen on todennäköisesti yhdistävä voimansa fysiologien kanssa.
"Emme voi luottaa pelkästään genetiikkaan tai pelkästään fossiilitietoihin", sanoo laskennallinen biologi Melissa Wilson Sayres Arizonan osavaltion yliopistosta. "Genomiikka on voimakasta, mutta meidän on ymmärrettävä se yhdessä luonnonhistorian ja anatomian kanssa."
Toistaiseksi muut meistä ovat ripustettuna.
