У 97% птахів відсутні зовнішні статеві органи - пеніси. Процес запліднення яйцеклітини відбувається через "ректальний поцілунок", коли самець впорскує насінну рідину в анальний отвір самки, через яке пізніше виходять запліднені яйця. Вчені зацікавилися: як так сталося, що пернаті позбулися пенісів?
Дослідження американських біологів показало, що в процесі ембріонального розвитку курей, перепілок та багатьох інших птахів виділяється спеціальний білок, який буквально відкушує статевий орган.
Винятком з більшості птахів, які не мають пеніси, є лише деякі представники сімейства качиних . У цих водоплавних пеніси мають спиралевидную форму, а довжина їх може перевищувати довжину всього тіла. Також повноцінний розвиток фалосів спостерігається у представників надряду безкілевих , В число яких входять птах ківі , Страуси і ему.
В процесі еволюції утворилося дві нові гілки розвитку: Пластинчатодзьобі (Або гусеобразние), представниками яких є гуси, лебеді та качки, мають великі статеві органи, і Куроподібні , У яких пеніси відсутні.
Щоб зрозуміти, чому одні пернаті можуть похвалитися наявністю фалоса, а інші не можуть, Мартін Кон ( Martin Cohn ) З Медичного інституту Говарда Хьюза і його асистент по дослідженню Ана Еррера ( Ana Herrera ) З університету Флориди виростили в лабораторії курячі та гусячі ембріони, простеживши за процесом формування пенісів.
"Ми дуже здивувалися: представники обох сімейств розвивалися схожим чином. Неможливо було і припустити, що вони будуть якось відрізнятися згодом", - коментує Кон проведений експеримент.
Але через кілька днів, після того як у курей з'явилися пеніси, вони раптово припинили розвиватися, а потім і зовсім почали зменшуватися в розмірах. До того моменту, коли пташенята курообразних вилупилися, замість пенісів у них була лише клоака. А у гусеобразних фалоси розвинулися повноцінно до моменту вилуплення і продовжували зростати.
Дослідники, нарешті, вирішили з'ясувати, що ж впливає на припинення розвитку пенісів у курчат. Вони очікували виявити який-небудь молекулярний фактор, який відсутній у одних птахів, але присутній у інших.
Замість цього, вони виявили у курячих ембріонів кістковий морфогенетичний білок виду BMP4 . Цей білок виділяється в ході ранніх етапів розвитку по всій довжині пеніса у курок, тоді як у качок він виділяється лише біля основи зовнішніх статевих органів.
Щоб підтвердити, що саме BMP4 несе відповідальність за припинення розвитку геніталій, вчені ввели відповідне речовина качиним ембріонам. Розвиток статевих органів припинилося, відповідно до очікувань. Потім вони заблокували виділення цього білка у курок, і їх фалоси продовжили зростати.
"З'ясувалося, що BMP4 є фактором умертвіння клітин. Вони провокують клітини до самознищення, перетворюючи розвиваються органи в деградуючі. Смерть клітин - досить поширене явище серед ембріонів, але більш типовим випадком є припинення розвитку кінцівок під час внутрішньоутробного розвитку", - пояснює Кон.
Незважаючи на всі докладені вченими зусилля, з'ясувати, чому ж природа позбавила більшість птахів пенісів, поки не вдалося. Кон і його колеги вважають, що це досить дивно, що такий важливий орган раптом виявляється рудиментарним.
Багато еволюційні біологи вважають, що тут не обійшлося без жіночих уподобань . Тільки на відміну від жінок, курки-самки воліють самців з маленькими статевими органами. Серед гусеобразних процес зносини більше нагадує насильство: самець вибирає собі партнерку і, не особливо цікавлячись її перевагами, запліднює (в результаті самкам довелося навчитися вибирати собі партнерів внутрішньоутробно, коли сперма непотрібного самця просто відкидається). Курки ж більш вибагливі. Ймовірно, вибираючи партнерів з маленькими статевими органами, вони здобули контроль над процесом спарювання.
Існують і інші теорії. Можливо, відмирання пенісів є певним побічним ефектом інших еволюційних змін в тілах пернатих. Білки BMP також відповідають за появу оперення і втрату зубів. BMP4 зокрема відповідальний за формування дзьоба потрібної форми і розміру.
"Цікаво, що всі мінімальні зміни в розвитку тіла птиці пов'язані з активністю білків BMP", - говорить Кон.
Результати дослідження еволюційних біологів були опубліковані в журналі Current Biology.
Додамо, що відкриття американських вчених стосується і загального розвитку геніталій, що дуже важливо для науки, оскільки вроджені дефекти статевих органів є дуже поширеною проблемою і у людей.
"Порівняльний аналіз еволюційного розвитку допомагає нам не тільки з'ясувати, як саме протікає процес еволюції, але і зрозуміти, які вроджені вади можуть проявитися в майбутньому", - розповів Кон.
Також по темі:
Розмір має значення: вчені з'ясували, які пеніси краще для жінок
Біологи виявили у молюсків одноразові пеніси
Володарі найбільшого пеніса вразили вчених способом розмноження
Біологи виявили помилку в класичній праці про статевому відборі
Вчені досліджували еволюцію лап в крила у предків птахів
Яйця незвичайної форми розповіли про існування загального предка птахів і динозаврів
Вчені зацікавилися: як так сталося, що пернаті позбулися пенісів?