Парадокс пениса. Уроки жизни из мира животных

Интромиттумы демонстрируют такое разнообразие функций, форм и размеров, что может сложиться впечатление — изменение пениса требует прохождения целого ряда эволюционных этапов. Но это не так. Иногда адаптация является результатом единичной мутации, изменения количества конкретного белка в клетке или времени его жизни. Если результат мутации дает преимущество в воспроизводстве и гонке на выживание, признак приживается в популяции.

К серьезным анатомическим изменениям может привести даже незначительное увеличение или уменьшение количества молекул конкретного белка в клетке. Скажем, за наличие полового члена у птиц отвечает ген костного морфогенетического белка 4[61] (BMP4). У кур и перепелов, у которых нет интромиттума, он начинает работать в решающий момент эмбрионального развития.

BMP4 впервые появляется в зарождающихся гениталиях в структуре, называемой генитальным, или половым, бугорком. Если производство белка задерживается, из тканей генитального бугорка развивается половой член или иные половые органы. Но, например, у кур и перепелов количество BMP4 достигает достаточно высоких уровней^{27}. Этот белок запускает процесс апоптоза — процесс программируемой клеточной гибели, в результате которого клетки распадаются на отдельные фрагменты и затем захватываются и перевариваются соседними клетками. В результате этого процесса половой бугорок исчезает. Если в лабораторных условиях искусственно снижать количество BMP4 в половом бугорке куриного эмбриона, то и у самок, и у самцов кур и перепелов развиваются гениталии, которые выглядят так же, как гениталии утки.

Как и в случае с туатарой, наличие у куриных и перепелиных эмбрионов генитального бугорка косвенно указывает на то, что предки этих птиц когда-то обладали интромиттумом. Но по какой-то причине природа сделала выбор в пользу более высокой концентрации BMP4. У современных кур и перепелов генитальный бугорок в процессе эмбрионального развития исчезает. А у уток? Что ж, утки бывают разные, и, скорее всего, они не проходили отбор по подобному признаку.

Исследователи, проверявшие концепцию на прочность, поставили обратный эксперимент: количество BMP4 в генитальных бугорках утиных эмбрионов было искусственно повышено. На том же этапе эмбрионального развития белок запустил процесс апоптоза, половой бугорок исчез и пенис у подопытных уток — а вы помните, что они известны своими большими пенисами, — не развился. По сути, ученые отняли у них член. Чтобы еще раз подкрепить свои выводы, ученые заблокировали действие BMP4 у куриных эмбрионов в чашке Петри. У тех развились пенисы.

Лучшие части тела

Возможно, вы когда-то видели анолиса, изящную игуанообразную ящерицу ярко-зеленого цвета. Анолисы ревностно охраняют свою территорию: в случае угрозы они делают маленькие «отжимания» и раздувают красную горловую сумку, предупреждая о том, что врагу (другой ящерице или вам) лучше отступить. На Карибских островах анолисы, свободные от хаоса материковых влияний, в процессе эволюционного развития образовали десятки различных видов. В целом животные достаточно быстро адаптируются к условиям островной изоляции, что приводит к появлению самых неожиданных существ, начиная от крошечных слонов индонезийского острова Флорес, заканчивая огромными комодскими варанами.

Биологи решили воспользоваться большим разнообразием близкородственных видов рода Anolis, чтобы оценить скорость, с которой протекают эволюционные изменения. Рассматривались основные черты анолисов каждого вида: горловая сумка (она используется как опознавательный знак и помогает отличать представителей своего вида от «чужаков»), длина бедра, длина и ширина тела (различия в строении лап объясняются разными условиями обитания: одни анолисы живут на скалах, другие — в ветвях деревьев) и размер гемипенисов у самцов (на гениталии, конечно же, возлагается ответственность за создание новых маленьких анолисов).

Результаты показали, что гениталии ящериц изменяются в шесть раз быстрее, чем их горловые сумки или конечности. Голландский биолог Менно Шильтуйзен однажды написал, что «половые органы, вероятно, лучше всего демонстрируют нам силу эволюции». Его мнение полностью подтвердилось.

Это (и некоторые другие) исследование опровергло гипотезу, согласно которой быстрая эволюция гениталий просто является следствием эволюции других органов. Стало очевидно, что гемипенисы анолисов не тащились за их стремительно трансформирующимися лапами. Но если огромное разнообразие гениталий не является побочным эффектом других эволюционных изменений в организме, то чем оно вызвано?

Да пребудут с ними силы