Kebanyakan mamalia lelaki membawa kargo berharga dalam satu pakej yang amat sukar. Ujian luaran - yang melayang dengan lembut di luar rongga abdomen dalam perut yang berkerudung, berkulit tipis - sensitif, halus, dan membuat sasaran yang jelas jelas bagi mana-mana musuh lelaki (serta bola kaki, lutut yang sesat dan perabot pinggang). Oleh itu, tidak menghairankan bahawa evolusi zakar-zat yang diturunkan telah membingungkan dan menggugat biologi selama beberapa dekad.
Kandungan Terkait
- Cerita Panjang, Penggoncang Sains Sperma
Satu kajian yang diterbitkan hari ini dalam PLOS Biology menawarkan jawapan kepada salah satu perdebatan terbesar misteri: adakah nenek moyang kita yang paling awal memakainya, atau ke bawah? Para penyelidik menyimpulkan bahawa mamalia pertama sudah mempunyai sifat ini yang membingungkan, dengan beribu tahun keturunan selepas itu mewarisi permata keluarga pada paparan penuh. Namun pelik, nampaknya sejak itu, ujian dalaman telah berkembang sekurang-kurangnya empat kali berasingan.
Semasa perkembangan embrionik pada lelaki manusia, struktur reproduktif menjadi ujian proto dalam perut (pada wanita, struktur yang sama terus membentuk ovari). Sebelum lahir, testis turun ke bawah melalui perut dan ke dalam skrotum dalam proses dua langkah. Penghijrahan ke bawah ini disusun melalui gerakan dua gen utama, INSL3 dan RXFP2 . Memadamkan kedua-dua "gen scrotal" ini pada tikus benar-benar menggelincirkan trajektori selatan.
Beberapa lelaki manusia yang dilahirkan dengan buah zakar yang kurang diminati (antara 2 dan 4 peratus) boleh menghadapi masalah: jika keadaan berterusan menjadi dewasa, ia boleh menyumbang kepada hernias, kemandulan dan kanser testis. Tetapi bagi kumpulan mamalia yang berbeza, tanpa skrotum sama sekali adalah norma. Spesies mamalia di Afrika yang termasuk gajah, manatee, tahi lalat emas dan hidra batu-sebaliknya mengekalkan testis mereka di dalam perut dalam keadaan yang disebut "testicondy."
Ciri-ciri ini menimbulkan teka-teki untuk para ahli biologi evolusi: Adakah leluhur bersama semua mamalia yang hidup, seperti orang Afrika dan mamalia betina, menyimpan organ-organ pembiakan yang berharga di dalam perutnya? Atau, seperti manusia dan kebanyakan keturunan mamalia yang lain, adakah ia membawa mereka keluar dari badannya untuk dilihat oleh semua orang? Oleh sebab tisu-tisu lembut seperti testicles tidak dapat memelihara rekod fosil, tiada bukti fizikal dari testis leluhur kekal, dan lokasi ujian mamalia leluhur tetap sukar difahami.
Penulis utama Virag Sharma dan pengarang senior Michael Hiller, ahli genom di Max Planck Institut Biologi Sel Molecular dan Genetik di Dresden, Jerman, mengambil pendekatan genetik terhadap perdebatan. Mengetahui betapa pentingnya gen scrotal untuk keturunan testicular, mereka berpendapat bahawa membandingkan gen ini dalam pelbagai keturunan mamalia akan memberikan laluan yang paling langsung untuk menentukan keadaan nenek moyang. (Kaedah ini memintas batasan rekod fosil, yang kadang-kadang dapat menghasilkan maklumat yang bertentangan atau samar-samar tentang keterkaitan antara spesies.)
"Dapat menggunakan data molekul untuk menjawab soalan seperti ini adalah sesuatu yang tidak dapat kami lakukan 10 tahun yang lalu, " kata genomik Zoo Kebangsaan Smithsonian Natalia Prado-Oviedo, yang tidak bergabung dengan kajian itu. Yang penting, kaedah Sharma dan Hiller "berfungsi [dengan tafsiran mana-mana rekod fosil]."
Anda fikir evolusi testikel akan menjadi buah yang rendah-tetapi ternyata gambar itu jauh lebih rumit daripada penyelidik yang dapat membayangkan. Gajah hanya satu kumpulan dengan testis yang terletak di dalam perut. (baluda / Pixabay) Apabila Sharma membandingkan gen skrotos dalam 71 mamalia, dia mendapati bahawa empat spesis Afrutia yang tidak mempunyai buah zaitun-manatees, tikar emas, tikar gajah dan tenrec (mamalia serangga yang menyerupai serangga yang menyerupai hedgehogs) -membawa salinan gen gen scrotal . Sharma kemudian menggunakan maklumat genetik ini untuk kira-kira apabila satu gen telah kehilangan fungsinya dalam setiap spesies. Apabila gen menjadi tidak fungsional, tidak ada lagi tekanan untuk mengekalkan koheren, dan mereka mula mereput dan mengumpulkan mutasi daripada pengabaian. Lebih banyak kesilapan urutan gen membawa, lebih lama lagi ia mungkin telah hilang.
Dengan bekerja mundur, Sharma juga mengesan kehilangan keturunan testicular dalam keempat spesies hingga 23-83 juta tahun yang lalu-contoh yang lebih baru daripada perkiraan anggaran keturunan Afrutian 100 juta tahun yang lalu. Tidak seperti mamalia lain, sebagai orang Afrikan berpecah dari pek utama, ujian mereka gagal melakukan perkara yang sama.
Sharma juga mendapati bahawa jenis-jenis kesilapan genetik yang terdapat dalam empat spesies ini berbeza antara satu sama lain, dan nampaknya muncul pada titik-titik yang terpisah dalam masa. Sekiranya mutasi sama, Sharma akan menyimpulkan bahawa nenek moyang tunggal telah meluluskan gen patah yang sama ke empat spesies sekaligus. Tetapi variasi menunjukkan bahawa scrota hilang pada empat kesempatan terpisah sepanjang sejarah evolusi. Dalam erti kata lain, evolusi "secara bebas mencipta" ujian yang tidak dijangkakan empat kali.
Para saintis telah mengetahui selama bertahun-tahun bahawa salah satu faedah paling penting scrota adalah pengudaraan: sperma mamalia matang dan menyimpan lebih baik pada suhu 2.5 hingga 3 darjah Celsius lebih rendah daripada seluruh tubuh, dan menjejaskan organ-organ ini menjadikannya sejuk. Tetapi kita tidak begitu yakin jika ini adalah sebab scrota berkembang. Ia adalah dilema klasik dan telur: testis mungkin telah melarikan diri dari perut kerana suhu terlalu banyak, atau sperma mungkin telah menyesuaikan diri untuk mencintai sejuk kerana mereka telah digulingkan untuk beberapa sebab lain.
(Teori-teori lain berlimpah, termasuk idea bahawa perhiasan adalah perhiasan yang membanggakan kejantanan lelaki. Atau mungkin, sebagai pakar urologi pediatrik John Hutson percaya, ujian telah diusir sebagai keluaran sampingan atau kesilapan-lain penyesuaian semula anatomi.)
Tetapi jika suhu adalah faktor utama, maka masih ada satu penyelidik teka-teki yang perlu menjawab. Gajah-gajah dan gajah tanjung gajah-yang kedua-duanya menyimpan ujian mereka terkunci di dalam abdomen-mempunyai suhu badan dalaman yang serupa dengan manusia. Bagaimana mereka menghadapi?
Dalam Afrutian, kos (pendedahan, kerentanan) hanya dapat mengatasi manfaat (suhu yang sedikit lebih sejuk), kata Hiller. Atau mungkin mamalia ini menggunakan kaedah yang belum ditemui untuk mengekalkan kedinginan mereka. Untuk menangkap fenomena ini untuk pengekalan testis, para ahli genetik kemungkinan akan perlu bergabung dengan ahli fisiologi.
"Kami tidak boleh bergantung pada genetik atau hanya rekod fosil sahaja, " kata ahli biologi pengkomputeran Melissa Wilson Sayres dari Arizona State University. "Genomik berkuasa, tetapi kita perlu memahaminya dengan konsisten dengan sejarah semula jadi dan anatomi."
Buat masa ini, selebihnya kita dibiarkan tergantung.
