Keturių galvų echidnos varpos paslapties išsprendimas

Keturių galvų echidnos varpos paslapties išsprendimas

Dr Jane Fenelon, profesorė Marilyn Renfree ir docentas Stephenas Johnstonas, Melburno universitetas

Kreditas: CC0 viešasis domenas

Monotremai yra vieni keisčiausių pasaulio gyvūnų, sumaišę žinduolių ir roplių savybes vienoje būtybėje.

Kai XVIII amžiuje britų mokslininkai pirmą kartą pamatė plekšnę, jie jį atmetė kaip apgaulę. Galiausiai reikėjo sukurti naują žinduolių grupę, kad būtų atsižvelgta į plekšnę ir jos bičiulius monotremus – keturias skirtingas echidnų rūšis.

Net ir šiandien jie išlieka mažiausiai suprantama gyvų žinduolių grupe.

Monotremai yra vieninteliai kiaušinius dedantys žinduoliai, tačiau jie taip pat turi daugybę kitų unikalių reprodukcinių savybių.

Patinams jų testai niekada nenusileidžia, jie neturi kapšelio, kai jie nenaudojami, jų varpa yra laikoma viduje, o jų ejakuliate yra iki 100 spermatozoidų ryšuliai, kurie plaukia bendradarbiaujant, kol pasiekia kiaušinėlį.

Daugumoje kitų rūšių spermatozoidai plaukia atskirai ir kiekvienas spermatozoidas yra skirtas sau.

Skirtingai nuo kitų žinduolių, monotreme penis naudojamas tik poravimuisi ir niekada nenešioja šlapimo.

Keturių galvų echidnos varpos paslapties išsprendimas

Echidnos varpa yra laikoma viduje, kai ji nenaudojama. Autoriai: Jane Fenelon

Tarp echidnų patelių, be kiaušinio dėjimo, maišelis, kuriame jos maitina savo jauniklius, yra tik laikina struktūra ir susidaro sustorėjus šoninėms kraštinėms aplink pilvo sritį, kuri supa pieno liaukas.

Tačiau turbūt keisčiausia echidnos penyje yra tai, kad jis turi keturias galvas, kurių galas iš tikrųjų yra į rozetę panašios galvutės. Tik dvi iš šių keturių galvų kada nors tampa funkcionalios erekcijos metu, o kuri gaktika yra funkcionali, atrodo, kad tolimesnė erekcija keičiasi.

Kaip tiksliai tai daro echidnos, visada buvo paslaptis. Tačiau pirmą kartą mes išsiaiškinome, kas vyksta anatomiškai, o rezultatai dabar paskelbti žurnale Seksualinis vystymasis.

Mūsų tyrimas yra bendradarbiavimo projektas, kuriame dalyvauja mokslininkai iš Melburno universiteto, Kvinslando universiteto ir Monasho universiteto, tačiau svarbiausias darbas buvo Currumbin laukinės gamtos draustinis Aukso pakrantėje, įkūręs nedidelę echidnų koloniją.

Kasmet į Kurrumbino laukinės gamtos ligoninę atvežama apie 50 sužeistų echidnų, daugiausia dėl kelių eismo įvykių. Deja, daugelis šių echidnų yra sužalotos nepagijusios ir turi būti numarintos. Šiuos gyvūnus naudojome tyrimui, bet galėjome stebėti ir prijaukintą echidną.

Norėdami suprasti veikimo mechanizmus, naudojome mikroCT (kompiuterinės tomografijos) nuskaitymą kartu su mikroskopijos metodais. Atliekant įprastą kompiuterinę tomografiją, kurios metu kompiuterinėmis technologijomis iš rentgeno spindulių gaunami 3D vaizdai, paimami tik mineralizuoti (kieti) audiniai, tačiau nudažę varpą jodu galėtume paimti minkštųjų audinių detales.

Tai reiškė, kad galime sukurti viso echidnos varpos ir svarbių vidinių struktūrų 3D modelį, kad pamatytume, kaip ji veikia.

Dauguma žinduolių turi vieną šlaplės vamzdelį, kuriuo sperma teka į varpos galiuką. Echidnos šlaplė prasideda kaip vienas vamzdelis, tačiau link varpos galo ji skyla į dvi dalis, o vėliau kiekviena iš jų vėl suskyla, todėl kiekviena iš keturių šakų baigiasi viena iš keturių galvučių.

Keturių galvų echidnos varpos paslapties išsprendimas

Varpa turi keturias galvas arba gaktą. Autoriai: Jane Fenelon

Iš pradžių manėme, kad šlaplėje rasime kažkokį vožtuvo mechanizmą, kai ji pirmą kartą pradėjo šakotis, kad kontroliuotų vienpusį mūsų sutramdytosios echidnos veikimą. Vietoj to, mes nustatėme, kad erekcijos audiniai, sudarantys echidnos varpą, yra labai neįprasti.

Visi žinduolių peniai susideda iš dviejų erekcijos audinių – corpus cavernosum ir corpus spongiosum. Pagrindinis akytkūnio vaidmuo yra prisipildyti krauju ir palaikyti erekciją. Kempininis kūnas taip pat prisipildo krauju, tačiau jo pagrindinis vaidmuo yra užtikrinti, kad šlaplės vamzdelis erekcijos metu liktų atviras, kad sperma galėtų praeiti.

Daugumoje kitų žinduolių akytkūnis ir spongiosum kūnas prasideda kaip du atskiri audiniai prie varpos pagrindo, bet tada spongiosum kūnas susilieja į vieną.

Echidnoje corpora cavernosoa susilieja į vieną struktūrą, o corpora spongiosa išlieka kaip dvi atskiros struktūros.

Be to, mes nustatėme, kad pagrindinė varpos kraujagyslė taip pat suskyla į keturias šakas po šlaplės šakos.

Iš tikrųjų tai reiškia, kad echidnos varpos galas veikia kaip dvi atskiros varpos galvutės. Kraujo tekėjimas gali būti nukreiptas žemyn į vieną ar kitą spongiozinio kūno pusę, kad būtų galima kontroliuoti, kuri pusė pasidaro stačia, o kuri šlaplės šaka lieka atvira.

Nesame tikri, kodėl jie vienu metu naudoja tik du glanksčius. Gali būti, kad tai susiję su vyrų konkurencija dėl moterų. Pakaitomis naudojant kiekvieną pusę, mūsų sutramdyta echidna gali ejakuliuoti 10 kartų be didelės pauzės, o tai gali leisti jai susidoroti su mažiau efektyviais patinais.

Paviršutiniškai plekšnė varpa atrodo labai skirtingai – ji turi ne tik dvi galvas (arba gaktį), bet ir visas varpas padengtas aiškiais keratininiais spygliais. Tačiau vidinės struktūros atrodo labai panašios į echidnos struktūras.

Šiuo metu mes neturime jokių duomenų, kaip atrodo erekcijos varpa, todėl nežinome, ar jie abu naudoja tuo pačiu metu.

Echidnos varpa yra labai neįprasta tarp žinduolių.

Kai kurie žvėriški gyvūnai, pavyzdžiui, stulpeliai, taip pat turi suskilusią šlaplę, tačiau jos dalijasi tik į dvi šakas, o šių rūšių akytkūniai išsiskiria į dvi struktūras, kai šlaplė skyla.

Ankstesni tyrimai parodė, kad echidna buvo panaši į kai kurias gyvates ir driežus, turinčius hemipenų (suskilusius penius). Tačiau mes nustatėme, kad echidnos varpa turi tam tikrų panašumų su krokodilų ir vėžlių varpa. Pavyzdžiui, kai kurie vėžliai turi penkių galvučių varpą, kuri, atrodo, turi panašią vidinę anatomiją.

Yra įrodymų, kad visų amniono (roplių, paukščių ir žinduolių) varpos evoliucinė kilmė yra tokia pati. Mūsų tyrimas rodo, kad nors echidnos varpa yra žinduolių kilmės, ji turi tam tikrų evoliucinių naujovių.

Tikriausiai taip yra todėl, kad jiems nereikia naudoti savo penio šlapimui, todėl jie neturėjo evoliucinių apribojimų, kaip kiti žinduoliai, kad laikytųsi standartinio varpos dizaino.

Nepaisant to, echidnos varpa efektyviai perneša spermą tiesiai į moters reprodukcinį traktą.


Veisimo tyrimas galėtų išgelbėti nykstančią ilgasnapę echidną


Daugiau informacijos:
Jane C. Fenelon ir kt., Unikali trumpasnapės echidnos varpos morfologija, Tachyglossus aculeatus, Seksualinis vystymasis (2021). DOI: 10.1159/000515145

S. D. Johnston ir kt., Vienpusė echidnos spermos pluoštų ejakuliacija, Amerikos gamtininkas (2007). DOI: 10.1086/522847

Pateikė Melburno universitetas

Citata: Keturių galvų echidnos varpos paslapties išsprendimas (2021 m., birželio 9 d.), gauta 2022 m. kovo 21 d. iš https://phys.org/news/2021-06-mystery-four-headed-echidna-penis.html

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *