Wie Geschlechtsorgane beginnen

Wenn Sie eine Maus und eine Schlange zu suchen, ihre Geschlechtsorgane umdrehen, würde Sie wahrscheinlich eine Wertschätzung für die Vielfalt der Genitalien in der Tierwelt gewinnen. In der Nähe von ihren Schwänzen, männliche Mäuse haben Penisse mit kleinen Stacheln besetzt, und weibliche Mäuse haben Vaginas. Aber männliche Schlangen haben ein paar Penisse, genannt Hemipenes, näher in die Mitte ihres Körpers und während des Geschlechtsverkehrs und fügen sie ein in die weibliche Allzweck-Öffnung.

Laut einer neuen Studie gibt es ein guter Grund, warum Sie die Geschlechtsorgane an verschiedenen Stellen auf eine Maus und eine Schlange finden würden. Während der frühen Entwicklung entspringen Schlange Genitalien eigentlich das verkümmerte Gewebe, das zu den Hinterbeinen geführt haben würde. (Schlangen ihre Gliedmaßen verloren im Laufe der Evolution vor langer Zeit.) Unterdessen die genitale Tuberkel bei Säugetieren – der Teil, der schließlich einen Penis oder Klitoris werden — leitet sich aus dem Schweif Knospe Gewebe.

Die Erkenntnisse, die heute veröffentlicht wurden (Nov. 5) in der Zeitschrift Nature, beleuchten auf wie externe Genitalien entstand aus diesen sehr unterschiedlichen Geweben für Reptilien und Säugetiere ab. [Die 7 verrücktesten tierische Penisse]

"Es gab immer eine Anregung, die Extremitäten und Genitalien Co entwickelt haben könnte,", sagte Patrick Tschopp, Postdoktorand an der Harvard Medical School, der die Studie leitete. "Wenn Tiere die Entwicklung hin zu trockener Umgebung gemacht, musste zwei Dinge ändern."

Erstens die frühesten Tiere kriechen auf dem Boden Hunderte von Millionen von Jahren hatte, Glieder von Flossen zu entwickeln, damit sie, um bekommen konnte, sagte Tschopp Leben Wissenschaft. Zweitens mussten die Kreaturen einen Weg finden, ihren Eiern schützen und halten sie vor dem Austrocknen. Sie waren viel mehr feindliches Umfeld konfrontiert, und sie konnte nicht mehr nur ihre Eizellen und Spermien ins Wasser lassen. Der Natur-Lösung war innere Befruchtung – Direktlieferung aus das Männchen auf das Weibchen, die äußere Genitalien erforderlich.

Tschopp und Kollegen beschlossen, die Linie der äußeren Genitalien in Schlangen, Eidechsen, Mäuse und Hühner zu verfolgen. Sie taten dies durch die Injektion von fluoreszierenden Farbstoffs anlässlich der embryonale Kloake, eine vorübergehende Struktur, die schließlich in den Harn- und Darm Tracts entwickelt. In den frühen Stadien der Entwicklung bevor auch das Geschlecht des Embryos bestimmt war, war der Kloake Signale die Ausstellung, die benachbarten Zellen und Gewebe zu bilden in äußeren Genitalien angewiesen, fanden die Forscher. Für Schlangen und Reptilien befindet sich der Kloake in der Nähe der hinteren Gliedmaßen, so dass die Genitalien beginnen es zu entwickeln. Für Mäuse und Vögel die Kloake befindet sich in der Nähe der Schweif Knospe, und das ist, wo die Genitalien landen.

Dann setzen die Forscher ihre Ergebnisse auf die Probe in einem Laborexperiment. Sie verlegt künstlich der Kloake in ein Huhn Embryo, so dass es näher an die Position der Kloake in einer Schlange oder Reptil wäre. Dementsprechend begann die umgebenden Zellen reagieren, als wären sie Genitalien.

"Es passt in ein allgemeines Muster, die bekannt war, sehr schnelle und vielfältige Entwicklung der Genitalien," sagte Menno Schilthuizen, Biologe an der Naturalis Biodiversity Center in den Niederlanden, die nicht an der Studie beteiligt war.

In vielen Arten verschiedene Organe sind kooptierte für Sex, und die Form und Funktion dieser Organe können sich sehr schnell entwickeln. Z. B. sagte Milben haben eine große Auswahl an Möglichkeiten zur Übertragung der Spermien, obwohl sie klein sein mögen, Schilthuizen. Einige haben Penisse entwickelt. Aber andere nutzen ihre Kiefer zur hand aus Sperma auf ihre Kameraden. Einige Milben produzieren einfach eine Sperma-Paket und lass es einfach auf dem Boden für die Frau, die in ihrer Freizeit zu nehmen.

"Wir wissen viel, natürlich, über die Organe selbst und wie sie aussehen und wie sie im Laufe der Evolution, Form ändern", sagte Schilthuizen, schrieb kürzlich ein Buch über genitale Entwicklung, genannt "Der Natur Nether Regionen" (Viking, 2014). "Wir wissen nicht viel über die Entwicklungsbiologie Wege, die sie folgen,."

Diese Studie Schilthuizen sagte, tatsächlich die Art und Weise die verschiedenen Zelltypen Genitalien werden bildet.

Die Autoren der Studie sagte, dass ihre Erkenntnisse auch ein Beispiel für "Tiefe Homologie" in der Evolution veranschaulichen.

"Eine Struktur in zwei verschiedenen findet Organismen"homolog"Wenn die Struktur von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt wurde, die eine Version dieser Struktur hatte", sagte Studie Forscher Clifford Tabin, Professor für Genetik an der Harvard Medical School.

Traditionell werden Körperteile nur angesehen, als "homolog", wenn sie von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt wurden. Beispielsweise eine Fledermaus-Flügel, ein Wal-Flipper und einer menschlichen Hand erklärte homologen, weil sie alle aus der gleichen Vordergliedmaße von einem gemeinsamen Vorfahren stammen, Tabin in einer e-Mail. Die äußeren Genitalien von Säugetieren und Reptilien entwickelt getrennt, so dass sie nicht homolog sind. Allerdings scheinen sie zu ahnen Fahrgast-/molekulare Signale und Reaktionen, was darauf hindeutet, dass sie eine "Tiefe Homologie" auf genetischer Ebene haben zu teilen.

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