Чому яєчка самців знаходяться в уразливому мішечку, а не за товстим шаром броні?
Верветка з неонової мошонкой.
Багато з нас знайомі з футболом не з чуток і часто бачили ось таку картинку, де футболісти під час штрафного удару прикривають важливі для повноцінного життя органи. Але от питання - чому ці органи виявилися в настільки вразливому місці? Проводячи аналогії, можна було б сказати, що ця ситуація нагадує те, як якщо б банк вирішив тримати гроші не в підземному сховищі, а скласти під навісом біля входу в будівлю. Що ж, спробуємо розібратися, чому все склалося саме так.
Часто на запитання &ldquo-чому яєчка розташовані в мошонці&rdquo- ми чуємо проста відповідь - вся справа в температурі - більш низька температура забезпечує вироблення насіння. Досить довгий час ця гіпотеза здавалася мені переконливою, але для очищення совісті я вирішив побіжно подивитися на те, що написали з цього приводу вчені мужі. На мій подив з`ясувалося, що ті деякі, які присвятили свій час вивченню цього актуального питання, не можуть прийти до консенсусу щодо гіпотези охолодження.
Велика кількість джерел підтверджує, що вироблення сперми, в тому числі і в нашому, людському, випадку, протікає набагато краще при температурі на кілька градусів нижче, ніж температура тіла. Проблема полягає в тому, що цей феномен зовсім доводить те, що необхідність охолодження яєчок була причиною їх виходу з черевної порожнини. Ситуація тут та ж сама, що з куркою і яйцем - вийшли чи яєчка з черевної порожнини тому, що тепло було їм протипоказано або ж вони працюють краще &ldquo-на холодку&rdquo- тому, що вони змушені були покинути тіло?
Життєво важливі органи, які найкраще працюють при температурі 36.9 градусів Цельсія, захищені скелетом. Так, наприклад, наш мозок і нирки захищені черепом і ребрами, а репродуктивні органи наших милих дам заховані за кістками таза. Само собою, наплювацьке ставлення до захисту загрожує різними неприємностями. Так, щороку тисячі чоловіків звертаються за медичною допомогою з приводу розривів мошонки або інших подібних проблем (краще, буває, не шукати відповіді на запитання - як вам це вдалося).
Шлях, який проходять яєчка з черевної порожнини в мошонку, також іноді пов`язаний зі складнощами. На восьмому тижні розвитку у плода є два анатомічних унісекс освіти, які потім стануть або яєчками, або яєчниками. У дівчаток ці зародкові органи в процесі внутрішньоутробного розвитку нікуди особливо далеко і не йдуть, залишаючись в районі нирок, а ось у хлопчиків вони протягом семи тижнів меедленно спускаються вниз на системі з м`язів і зв`язок. Потім кілька м`язових скорочень виштовхують яєчка через паховий канал.
Як відомо, чим складніше процес, тим більша ймовірність, що щось піде не так. Близько трьох відсотків хлопчиків народжуються з неопущенням яєчок і, незважаючи на те, що досить часто це дозволяється природним шляхом, в одному відсотку випадків цей стан вимагає хірургічного втручання. В іншому випадку такий стан загрожує розвитком безпліддя. На моїй пам`яті один, мабуть, сором`язливий, а, може, неуважний юнак дотягнув з одностороннім крипторхізм до 18 років. Але в 442 госпіталі вирішили, що армії такі унікуми не потрібні і за 15 хвилин вирішили це питання під місцевою анестезією.
Саме проходження яєчка через паховий канал також додає складнощів. Через нього іноді проходить і те, що по ідеї повинно було б залишатися всередині тіла. За даними медичної статистики США щорічно проводиться близько 600 тисяч операцій по усуненню пахової грижі. При цьому більшу частину пацієнтів складають чоловіки. Цей підвищений ризик утворення гриж і безпліддя жодним чином не узгоджується з тією ідеєю еволюції, яка проголошує &ldquo-виживання найсильніших&rdquo-. Як така ознака, як наявність мошонки, з усіма супутніми недоліками подібної конструкції, може укладатися в рамки еволюції?
Якщо починати розглядати будь-еволюційний ознака, то одним з перших питань є &ldquo-У кого ця ознака був відзначений і хто з його носіїв першим дійшов до такого життя?&rdquo- У птахів, рептилій, риб і амфібій чоловічі статеві органи перебувають усередині тіла. Наявність мошонки є унікальним для ссавців. Недавні дослідження показують, що монументальний процес опускання яєчок стався досить рано. І, що більш важливо, еволюція мошонки відбувалася двічі.
Перші ссавці з`явилися близько 220 мільйонів років тому. Піонерами млекопітанія стали качконіс і його найближчі родичі, тобто ті, у кого були тепла кров, хутро і здатність до молокотворенію (сам качконіс, до речі, не має сосків, а скоріше випотеваєт з себе молоко). Але, незважаючи на це, перші ссавці ще відкладали яйця, як і їхні предки рептилії. Яєчка качкодзьоба, як і всіх ранніх ссавців, перебували там, де вони і утворювалися в процесі розвитку - тобто, біля нирок. Близько 70 мільйонів років тому з`явилися сумчасті. Саме ці організми і були першими володарями мошонок. сьогодні це &ldquo-господарство&rdquo- є майже у всіх представників даного сімейства. Однак географія зовнішніх статевих органів трохи відрізняється від тієї, яку можна бачити у плацентарних тварин. У сумчастих мошонка розташовується перед пенісом.
П`ятдесят мільйонів років тому стався, назвемо його так, великий мошоночних розкол. З одного боку ми бачимо слонів, мамонтів (якщо бачите, телефонуйте 03), трубкозубов, ламантинів. Але чого ми точно не бачимо, так це того, щоб у цих видів була мошонка. Вони, як і качконіс, вирішили тримати святе ближче до нирок. Однак, інші вирішили піти своїм шляхом. І тому відомий дзвін сьогодні видають ті ж коти, собаки, коні, ведмеді, верблюди і&hellip- ми. При цьому обраний шлях розвитку був явно особливим, в результаті чого у цих тварин мошонка розташована за пенісом.
Однак найцікавіше сталося з тими, хто залишився між цих двох гілок еволюції. Існують численні групи тварин, у яких опущення яєчок відбулося, але мошонка відсутня. Вчені з достатнім ступенем впевненості кажуть, що вони походять від предків з наявністю мошонки, що означає, що їх яєчка перебували зовні, але потім повернулися в тіло. До групи таких тварин увійшли їжаки, кроти, носороги, тапіри, дельфіни, кити, моржі та інші.
Для водних ссавців втягування яєчок цілком обгрунтовано - щось, базікати зовні, може стати ситної закускою для бажаючих швидко перехопити обід на ходу. Причому в деяких випадках закуски могло б бути ну дуже багато. Так, кожне яєчко гладких китів важить в середньому 400 кг. Однак, як бути у випадку з тими, хто залишився ходити по суші? Чому дикобрази, носороги і інші вирішили позбутися від звички носити своє господарство зовні?
Наукові дослідження, що пояснюють наявність мошонки, почалися в Англії в 1890 роках в Кембриджському університеті. Джозеф Гриффис обрав для своїх дослідів нещасних тер`єрів. Бажаючи вгамувати спрагу пізнання, він &ldquo-заштовхав&rdquo- їх яєчка назад в черевну порожнину і зафіксував їх там за допомогою швів. І вже через тиждень він виявив, що яєчка дегенерували - канальця, де відбувається сперматогенез, оклюдованого, що призвело до припинення виробництва сперми. Тоді він зробив припущення, що це було викликано впливом більш високої температури тіла. Так народилася гіпотеза охолодження.
У 1920 році, коли ідеї Дарвіна стали популярними, Карл Мур написав роботу, в якій він пояснював, що після того, як ссавці перейшли в клас теплокровних тварин, підвищення температури тіла призвело до серйозного порушення сперматогенезу і тому ті, у кого яєчка вийшли з черевної порожнини, стали більш успішні в плані відтворення потомства.
Дійсно, тепло порушує утворення сперми настільки ефективно, що медичні і біологічні дослідження в один голос стверджують, що наявність мошонки було обумовлено необхідністю охолодження гонад. Складність полягає в тому, що багато біологів, які всерйоз займаються питаннями еволюції тварин, таким поясненням незадоволені. Вони стверджують, що яєчка краще функціонують при більш низькій температурі тому, що вони отримали цю ознаку вже після виходу з тіла.
Якщо ссавці стали теплокровними близько 220 мільйонів років тому, це означає, що вони близько 100 мільйонів років тому ще цілком успішно носили гонади всередині тіла. Виходить, що ці дві події навряд чи пов`язані. Найбільша проблема цієї гіпотези як раз в тому, що існує багато &ldquo-безмошоночних&rdquo- видів. У всіх ссавців, незалежно від розташування яєчок, температура всередині тіла вище, ніж температура зовнішніх покривів. Так птиці, температура тіла у яких досягає 42 градусів, не відчувають ніяких проблем з відтворенням собі подібних.
Нещодавно була висловлена гіпотеза, що більш низькі температури перешкоджають мутації ДНК сперматозоїдів. В доповнення до цього вчені пропонують теорію, що утворення сперми &ldquo-на холоді&rdquo- дозволяє теплу піхви діяти як додаткового сигналу, стимулюючого сперматозоїди рухатися в напрямок яйцеклітини.
Майкл Бедфорд, що працює в Корнелловского медичному коледжі, сам особливо не підтримує гіпотезу охолодження в її додатку до самих яєчок, однак, він задався питанням важливості охолодження придатка яєчка, тобто тієї &ldquo-трубки&rdquo-, в якій сперма знаходиться після свого утворення в яєчку. Сперматозоїди по виходу з яєчок є недієздатними і їм необхідна деяка &ldquo-доведення&rdquo-, яка як раз і відбувається в придатку. Бедфорд зауважив, що у деяких тварин, яєчка яких знаходяться в черевній порожнині, спостерігаються дуже протяжні придатки, що виходять майже до самої шкірі. При цьому хутро на мошонці відсутній як раз в місці виходу придатка. Але, якщо охолодження цього органу так важливо, то навіщо виселяти з насидженого місця і самі яєчка?
Інший гіпотезою, що пояснює, чому сперматогенез в мошонці відбувається краще, полягає в тому, що це зовнішнє анатомічне утворення грає роль своєрідної суворої школи життя для сперматозоїдів. Скотт Фріман з Вашингтонського університету висунув гіпотезу, що більш убогий кровотік в мошонці створює несприятливі умови для сперматозоїдів. В умовах зниженої оксигенації виживають тільки найсильніші, тільки ті, у яких спостерігається більша кількість мітоходрій, що забезпечують сили для ривка по шийці, порожнині матки і фаллопієвих трубах. Головна проблема цієї &ldquo-тренувальної гіпотези&rdquo- полягає в тому, що вона більшою мірою пояснює феномен зниженого кровотоку, а не вихід гонад з тіла. Адже куди простіше було б виробити еволюційний ознака зниженою перфузії, ніж змусити яєчка пройти такий складний шлях назовні.
Альтернативну точку зору на наявність мошонки запропонував швейцарський зоолог Адольф Портману в 1952 році. Згідно з його думкою. цей орган служив не для охолодження, а для демонстрації здібностей самця. На підтвердження своїх думок він наводив приклад деяких мавп, у яких мошонка має яскраво виражений окрас. Ця теорія не набула широкого поширення, оскільки число видів тварин, які прагнуть показати те, чим наділила їх природа нижче пояса, невелика. Та й сам ознака фарбування мошонки з`явився набагато пізніше. В кінці-кінців не дивно, що за 100 мільйонів років у деяких груп тварин розвинулася схильність до демонстрації своїх господарств.
Річард Докінз, вчений, який не потребує представлення, деякий час займався гіпотезою того, що наявність мошонки можна пояснити в рамках концепції гандикапу. Ця теорія постулює, що якщо самиці необхідно вибирати між двома залицяльниками, які змогли перевершити всіх інших конкурентів, то кращим з них буде той, який домігся перемоги в більш складних умовах. Такий підхід, звичайно, спірне, але він цілком може використовуватися для пояснення наявності таких ознак, як багате оперення деяких птахів (той же павич) або вміння співати гучні шлюбні пісні, не дивлячись на те, що вони можуть залучати хижаків.
У середині 1990 років Майкл Чанс, професор Бірмінгемського університету, який присвятив себе вивченню поведінки тварин, натрапив на статтю в газеті, яка викликала у нього чималий інтерес. Стаття була присвячена спортивної веслування. У ній наводилися дані, що в зразках сечі, взятих у веслярів після змагань, було зафіксовано наявність соку простати. Його наявність пояснювалося фізичними зусиллями спортсменів - напругою черевної стінки при здійсненні гребків. Справа в тому, що в складі репродуктивного тракту відсутні будь-які сфінктери і тому здавлення будь-яких анатомічних утворень, що входять до його складу, призводить або до їх спорожнення, або перетоку вмісту. Так в 1996 році була розроблена концепція &ldquo-галопу&rdquo-. Чанс доводив, що вихід яєчок за межі тіла був необхідний, оскільки ссавці почали рухатися таким чином, який був пов`язаний зі збільшенням внутрішньочеревного тиску.
Дослідження способів переміщення ссавців демонструє нам всю різноманітність рухів. І коли Чанс почав розглядати тварин з внутрішньочеревним розташуванням яєчок, він не виявив серед них великої кількості тих, які переміщувалися б галопом. Слони, трубкозуби і їх родичі, тобто ті, у яких яєчка нахоядтся біля нирок, непоміченими в стрибках або лазаньї по деревах. Серед тих ссавців, які повернулися в морську стихію, мошонкой мають лише ті, які спаровуються на суші, наприклад, морські слони. Такі види схильні з бурхливої діяльності під час шлюбного періоду - бійок за територію або за право володіння самкою. Гіпотезу галопу можна назвати випадком еволюційного компромісу - небезпека, пов`язана з наявністю мошонки, є ціною за великі переваги нового типу пересування.
У еволюційної біології, як і будь-який інший науці, існує безліч різних теорій. Найчастіше процес зіставлення даних нагадує розплутування детективної історії. Так, вченим ще належить визначити, які гени відповідають за формування пахового каналу і мошонки, який фізіологічний сигнал викликає диференціацію яєчників і яєчок, що обумовлює процес опускання останніх. Швидше за все, для вирішення цього питання варто поглянути на тих ссавців, які вирішили відмовитися від розміщення яєчок зовні тіла. В цьому випадку процес відстеження змінених генів буде простіше.
Наш анатомічний екскурс добігає кінця. На жаль, відповіді на, здавалося б, просте питання ми не знайшли. Зате, сподіваюся, вам було цікаво дізнатися щось нове (в тому числі, і про себе).
