HLEB – всему ногочлен

Пенисы млекопитающих можно разделить на две группы. Пенис либо состоит из жесткой соединительной ткани, которая позволяет ему переходить к активным действиям фактически в любой момент, либо сформирован пещеристыми телами из плотной белочной оболочки, образующей многочисленные перегородки, между которыми имеются большие сообщающиеся пространства. При половом возбуждении эти пространства наполняются артериальной кровью, что делает пенис твердым и увеличивает его размер. По сути, так же работает «Виагра»: стимулирует приток крови в половой член и тем самым обеспечивает устойчивую эрекцию. Кони, люди и хищные (например, медведи или собаки) – все обладают пенисом второго типа. У некоторых видов млекопитающих есть еще и бакулюм, так что в нужный момент что-то твердое всегда наготове*. Пенисы первого типа твердые сами по себе и сдерживаются только мышцей (мускулом-ретрактором, если точнее), которая при половом возбуждении расслабляется, чтобы вытолкнуть член наружу. Они часто имеют S-образную форму, потому что в остальное время им нужно как-то помещаться внутри. Член такого типа встречается у многих копытных (быков, баранов, свиней), а также у крокодилов и черепах [стоит отметить, что это не млекопитающие, а пресмыкающиеся (рептилии). – Прим. Батрах.].

Возбужденная мышка любуется книгой американского биолога и научного журналиста Эмили Уиллингем «Парадокс пениса» (издательство «Альпина нон-фикшн»), эксклюзивный отрывок из которой вы сейчас читаете.

Процессы эволюции любых органов объединяет тот факт, что природа может работать только с тем, что уже есть. В случае с пенисом амниотов [млекопитающих, рептилий и птиц. – Прим. Батрах.] это означает использование для его формирования «плана постройки» конечности (здесь должна быть шутка о третьей ноге). Гениталии и конечности имеют много общего с генетической точки зрения (возможно, это неожиданно), в том числе то, что их формированием управляют гены из семейств Sonic Hedgehog и Hox.

Некоторые последовательности ДНК кодируют механизмы построения белков, но в ДНК гораздо больше участков, которые белки не кодируют. Некодирующие участки составляют около 98,5% нашей ДНК и, в частности, регулируют процесс использования клеткой кодирующих фрагментов генома. Одним из типов таких регуляторных последовательностей являются энхансеры, которые, как следует из их названия, усиливают использование регулируемых ими кодирующих участков.

Энхансер под названием HLEB («энхансер задних конечностей B») играет центральную роль в формировании у эмбриона конечностей. Он не является инструкцией по построению белка сам по себе, но позволяет клетке использовать ген Tbx4, который содержит такую инструкцию. Полученный белок Tbx4, в свою очередь, создает основу для развития задних конечностей у амниотов. Другими словами, за свои ноги вы, вероятно, должны благодарить Tbx4 и HLEB – без него Tbx4 не использовался бы на решающем этапе развития плода.

Исследователи установили значение HLEB, нокаутировав его – удалив – у мышиных эмбрионов. Было обнаружено, что нокаут HLEB не только значительно задерживает развитие задних конечностей, но и нарушает развитие половых органов. Дальнейшие исследования показали, что в конечностях и гениталиях и мышиных эмбрионов, и эмбрионов ящериц наблюдается высокий уровень активности HLEB. При этом HLEB ящериц, внедренный в ДНК мыши, выполняет свою функцию – у эмбрионов развиваются как задние конечности, так и половые бугорки.

Вывернутый гемипенис ядовитой змеи Toxicodryas vexator из Демократической Республики Конго. Похож на ногу, не так ли. Фото: Zoltan Nagy.

Возможно, вы знаете, что у змей, в отличие от ящериц, нет ног, хотя у их предков они и были, и есть гениталии – гемипенисы, которые при совокуплении выворачиваются из клоаки и порой выглядят устрашающе. Но в ДНК змей все еще есть энхансеры и гены, отвечающие за формирование задних конечностей, что заставляет нас задуматься: почему участок ДНК, отвечающий за формирование конечностей, спустя миллионы лет обнаруживается в геноме существа, у которого этих конечностей нет?

У некоторых низших змей (например, питонов) в ходе эмбрионального развития конечности начинают формироваться, однако в результате апоптоза исчезают еще до вылупления змееныша. У высших змей (например, кобр или полозов) аналогичного процесса не происходит, однако в геномах и тех и других есть энхансер HLEB, а Tbx4 активно используется в тех областях их эмбрионов, где впоследствии разовьются гениталии.

Если вы возьмете змеиный HLEB и вставите его в геном эмбриона мыши вместо ее собственного HLEB, у эмбриона не сформируются задние конечности. Зато в результате эксперимента вы получите змеемышь или мышезмею (или как бы вы еще назвали мышь со змеиной задней частью). Змеиный HLEB мутировал ровно настолько, чтобы не способствовать развитию ног. Это объясняет отсутствие таковых у змей. Однако и у змеиных эмбрионов, и у мышиных эмбрионов со змеиным HLEB по-прежнему развиваются генитальные бугорки, а это означает, что энхансер все еще способствует формированию пениса у этих животных.

Можно предположить, что отсутствие конечностей давало змеям определенные эволюционные преимущества, а отсутствие пениса – нет. Именно поэтому изменения ДНК, которые могли бы остановить развитие генитального бугорка, никогда не получали зеленый свет. Природа продолжает формировать интромиттум у змей, используя по крайней мере часть механизма создания конечностей. [Автор использует слово «интромиттум» для обозначения любого копулятивного органа, осуществляющего интромиссию (проникновение) и передачу гамет. – Прим. Батрах.]

Мышь, перекормленная змеиным HLEBом. Фото: шоп.

Предметом обсуждения вновь и вновь становится то, как быстро порой могут происходить подобные изменения. Нокаут HLEB у мышиных эмбрионов значительно менял анатомию их тазовых костей и делал бакулюм более тонким и мелким. Подумайте: потеря последовательности ДНК, которая даже не кодирует белок, изменила анатомию мыши в первом же поколении! Если и это вас не удивляет, то скажу, что нокаут HLEB также привел к развитию у 50% самок мышей двух отдельных вагинальных отверстий. Конечно, достаточно и одного. Но если бы этот признак давал этим самкам какие-то эволюционные преимущества (например, позволял бы обманывать менее предпочтительных половых партнеров), он мог бы закрепиться. Иногда, например в случае с опоссумами и другими сумчатыми, развивается два влагалища, а когда приходит время сумчатому эмбриону выйти из матери, формируется и третье.

*Явный признак того, что вы млекопитающее, – наличие кости в вашем пенисе. Не беспокойтесь, если ее там нет, исключать себя из этого класса не стоит. Просто бакулюм бывает только у млекопитающих (но не забывайте про универсальный закон биологии: из каждого правила есть исключения). Довольно мрачный по характеру приматолог Алан Диксон придумал забавный способ запомнить отряды животных, имеющих бакулюм. Это приматы (Primate), грызуны (Rodentia), насекомоядные (Insectivora), хищные (Carnivora) и рукокрылые (Chiroptera; летучие мыши летают со стояками). Вы, наверное, заметили, что начальные буквы латинских названий отрядов из этого списка образуют слово PRICC [созвучно с английским словом prick, означающим пенис. – Прим. Батрах.]. В этот перечень можно добавить и зайцеобразных (Lagomorpha), у которых тоже иногда бывает крошечный бакулюм (PRICCL?) [англ. prickle – колючка. – Прим. Батрах.]. Теперь вам есть о чем рассказать на вечеринке.


Автор: Эмили Уиллингем. Книга: «Парадокс пениса».
Перевод: Мария Смирнова. Издательство: «Альпина нон-фикшн».

Почитайте также два отрывка из этой же книги (Phallacy) в нашем вольном переводе: «Жесткий стерженек ткача: минут двадцать сексача» и «Пукающий пенис, материнский фаллос и другие фрейдистские бредни».

Вас также могут заинтересовать статьи:
Милые кости пенисов приобретались и терялись в эволюции многократно
На Мадагаскаре обнаружен самый маленький хамелеон с большими гемипенисами
Гомеозис от лукавого: уродики-мутанты и эволюция животного тела

Комментарии:

Высказать свое мудрое мнение