Većina muških sisavaca prevozi dragocjeni teret u užasno opasnom paketu. Vanjski testisi - koji se ljupko ljuljaju izvan trbušne šupljine u izloženom vreću s tankom kožom - osjetljivi su, prevrtljivi i čine sjajno očitu metu za sve neprijatelje muškaraca (kao što su nogomet, nogomet, zalutala koljena i namještaj na razini struka). Stoga ne čudi da je evolucija silaznih testisa desetljećima zbunjivala i smetala biolozima.
Povezani sadržaj
- Duga, namatajuća priča o nauci o spermi
Studija objavljena danas u PLOS Biology nudi odgovor na jednu od najvećih rasprava misterija: jesu li ih naši najraniji preci nosili ili padali? Istraživači zaključuju da su prvi sisari već imali tu čudesnu osobinu, nakon čega su tisućljećima potomci naslijedili obiteljske dragulje na potpunom izgledu. Ipak čudno, čini se da su se od tada unutrašnji testisi razvili najmanje četiri odvojena puta.
Tijekom embrionalnog razvoja u mužjaka reproduktivne se strukture pretvaraju u protoestere duboko u trbuhu (kod ženki te iste strukture nastaju i formiraju jajnike). Prije rođenja, testisi se spuštaju niz trbuh i u skrotum u procesu u dva koraka. Ta silazna migracija pokreće se djelovanjem dva ključna gena, INSL3 i RXFP2 . Brisanje bilo kojeg od ovih "scrotalnih gena" kod miševa u potpunosti uništava putanju testisa prema jugu.
Nekoliko ljudskih mužjaka koji su rođeni s neispuštenim testisima (između 2 i 4 posto) mogu biti u nevolji: ako se stanje nastavi u odrasloj dobi, to može pridonijeti kili, neplodnosti i raku testisa. Ali za sasvim drugu skupinu sisavaca, uopće nema skrotuma. Sisavske vrste Afrotheria klada - koja uključuje slonove, manate, zlatnokrvne krtice i rock hyraxes - umjesto toga zadržavaju svoje testise unutar trbuha u stanju zvanom "testicondy."
Ove različite osobine postavile su zagonetku evolucijskim biolozima: je li zajednički predak svih živih sisavaca, poput Afroteranaca i ženki sisavaca, držao svoje vrijedne reproduktivne organe unutar svog trbuha? Ili ih je, poput ljudi i većine ostalih sisavaca, nosio izvan svog tijela da bi ih svi vidjeli? Budući da se meka tkiva poput testisa slabo čuvaju u fosilnim podacima, ne postoje fizički dokazi o testisima predaka, a mjesto testisa sisavaca predaka ostalo je nedostupno.
Vodeći autor Virag Sharma i stariji autor Michael Hiller, genomičari Instituta Max Planck za molekularnu staničnu biologiju i genetiku u Dresdenu, Njemačka, uzeli su genetski pristup raspravi. Znajući koliko su kritični geni bili skrotalni za potomstvo testisa, zaključili su da bi usporedba tih gena u različitim sisavskim rodovima donijela najneposredniji put ka utvrđivanju stanja predaka. (Ova metoda zaobilazi ograničenja fosilnih zapisa, što ponekad može proizvesti oprečne ili nejasne podatke o srodnosti između vrsta.)
„Moćnost korištenja molekularnih podataka za odgovor na takvo pitanje nije nešto što nismo uspjeli napraviti prije 10 godina“, kaže genomicistica Nacionalnog zoološkog vrta Smithsonian Natalia Prado-Oviedo, koja nije bila povezana sa istraživanjem. Važno je da Sharma i Hillerova metoda "funkcionira [s bilo kojom interpretacijom zapisa o fosilima]".
Mislili biste da bi evolucija testisa bila plod s niskim visikom, ali ispada da je slika daleko složenija nego što su istraživači mogli zamisliti. Slonovi su samo jedna skupina s testisima smještenim u abdomenu. (baluda / Pixabay) Kad je Sharma uspoređivao scrotalne gene kod 71 sisavca, otkrio je da su četiri afroteranske vrste kojima nedostaju testisi - manatei, zlatnožuti molovi, vilinski slonovi i tenrecs (sitni sisavci koji nalikuju kukcima koji nalikuju ježevima) - svi su nosili neispravne kopije scrotalnih gena . Sharma je zatim upotrijebio ove genetske podatke kako bi utvrdio kada je jedan od gena izgubio funkcionalnost kod svake vrste. Kad geni postanu nefunkcionalni, više nema pritiska za održavanje koherencije, a počinju propadati i nakupljati mutacije iz zanemarivanja. Što više grešaka u sebi sadrži niz gresaka, to je vjerovatno da je on izgubljen.
Radeći unatrag, Sharma je također pratio gubitak spuštanja testisa u sve četiri vrste prije 23-83 milijuna godina - slučajevi sve noviji od procijenjenog odstupanja afroteranske loze prije 100 milijuna godina. Za razliku od ostalih sisavaca, kako su se Afroterci odvojili od glavnog čopora, njihovi testisi nisu uspjeli učiniti isto.
Sharma je također otkrio da su se vrste genetskih pogrešaka pronađene u ove četiri vrste međusobno razlikovale i očito su se pojavljivale u odvojenim vremenima. Da su bile identične mutacije, Sharma bi zaključio da je jedan askrotalni predak istim slomljenim genima prenio na sve četiri vrste odjednom. No varijacije su pokazale da je scrota tijekom evolucijske povijesti nestao u četiri odvojena navrata. Drugim riječima, evolucija je “neovisno izumio” neispunjene testise četiri puta.
Znanstvenici već godinama znaju da je jedna od najvažnijih prednosti skrote ventilacija: sperma sisavaca sazrijeva i bolje se čuva na temperaturama od 2, 5 do 3 Celzijeva stupnja nižim od ostatka tijela, a ispadanjem ovih organa oni se održavaju hladnima. Ali daleko smo manje sigurni je li to razlog razvijanja scrota. To je klasična dilema pijetao-jaje: testisi su možda pobjegli s trbuha jer su mu se temperature previše namočile ili su se sperme možda prilagodile ljubavi prema hladnoći, jer su ih već izbacili iz nekog drugog razloga.
(Ostale teorije obiluju, uključujući ideju da su testisi ukras koji se hvali muškom muškošću. Ili su možda, kako pedijatrijski urolog John Hutson vjeruje, testisi protjerani kao nusprodukt - ili greška - drugog anatomskog preuređenja.)
Ali ako je temperatura glavni faktor, postoji još jedan istraživač zagonetki koji mora odgovoriti. Slonovi i slonove ogrtača - koje obje testise drže zaključane u trbuhu - imaju unutarnju tjelesnu temperaturu sličnu onima kod ljudi. Kako se nose?
U Afroterijanaca troškovi (izloženost, ranjivost) mogu jednostavno nadmašiti koristi (malo hladnija temperatura), kaže Hiller. Ili se možda ti sisavci koriste još neotkrivenom metodom održavanja hladnoće. Da bi te pojave vezali za zadržavanje testisa, genetičari će vjerojatno morati udružiti snage s fiziolozima.
"Ne možemo se osloniti samo na genetiku ili samo na fosilne zapise", kaže računalna biologinja Melissa Wilson Sayres sa Sveučilišta Arizona. "Genomika je moćna, ali to moramo razumjeti u skladu s prirodnom poviješću i anatomijom."
Za sada smo ostali ostali obješeni.
