Если биологическая суть организмов — репликация и передача своих генов потомкам, то почему мужские семенники настолько уязвимы, настолько слабо защищены?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
2
2 ответа
Поделиться

Научные исследования, объясняющие наличие мошонки, начались в Англии в 1890 годах в Кембриджском университете. Джозеф Гриффис избрал для своих опытов несчастных терьеров. Желая утолить жажду познания, он “затолкал” их яички обратно в брюшную полость и зафиксировал их там при помощи швов. И уже через неделю он обнаружил, что яички дегенерировали — канальца, где происходит сперматогенез, окклюдировали, что привело к прекращению производства спермы. Тогда он сделал предположение, что это было вызвано воздействием более высокой температуры тела. Так родилась гипотеза охлаждения.

В 1920 году, когда идеи Дарвина стали популярными, Карл Мур написал работу, в которой он объяснял, что после того, как млекопитающие перешли в класс теплокровных животных, повышение температуры тела привело к серьезному нарушению сперматогенеза и поэтому те, у кого яички вышли из брюшной полости, стали более успешны в плане воспроизведения потомства.

Действительно, тепло нарушает образование спермы настолько эффективно, что медицинские и биологические исследования в один голос утверждают, что наличие мошонки было обусловлено необходимостью охлаждения гонад. Сложность заключается в том, что многие биологи, которые всерьез занимаются вопросами эволюции животных, таким объяснением недовольны. Они утверждают, что яички лучше функционируют при более низкой температуре потому, что они получили этот признак уже после выхода из тела.

Если млекопитающие стали теплокровными около 220 миллионов лет назад, это означает, что они около 100 миллионов лет назад еще вполне успешно носили гонады внутри тела. Получается, что эти два события едва ли связаны. Самая большая проблема этой гипотезы как раз в том, что существует много “безмошоночных” видов. У всех млекопитающих, независимо от расположения яичек, температура внутри тела выше, чем температура наружных покровов. Так птицы, температура тела у которых достигает 42 градусов, не испытывают никаких проблем с воспроизведением себе подобных.

Недавно была высказана гипотеза, что более низкие температуры препятствуют мутации ДНК сперматозоидов. В дополнению к этому ученые предлагают теорию, что образование спермы “на холоде” позволяет теплу влагалища действовать как дополнительному сигналу, стимулирующему сперматозоиды двигаться в направление яйцеклетки.

Майкл Бедфорд, работающий в Корнелловском медицинском колледже, сам особо не поддерживает гипотезу охлаждения в ее приложении к самим яичкам, однако, он задался вопросом важности охлаждения придатка яичка, то есть той “трубки”, в которой сперма находится после своего образования в яичке. Сперматозоиды по выходу из яичек являются недееспособными и им необходима некоторая “доводка”, которая как раз и происходит в придатке. Бедфорд заметил, что у некоторых животных, яички которых находятся в брюшной полости, наблюдаются очень протяженные придатки, выходящие почти к самой коже. При этом мех на мошонке отсутствует как раз в месте выхода придатка. Но, если охлаждение этого органа так важно, то зачем выселять с насиженного места и сами яички?

Другой гипотезой, объясняющей, почему сперматогенез в мошонке происходит лучше, заключается в том, что это наружное анатомическое образование играет роль своеобразной суровой школы жизни для сперматозоидов. Скотт Фриман из Вашингтонского университета выдвинул гипотезу, что более скудный кровоток в мошонке создает неблагоприятные условия для сперматозоидов. В условиях сниженной оксигенации выживают только сильнейшие, только те, у которых наблюдается большее количество митоходрий, обеспечивающих силы для рывка по шейке, полости матки и фаллопиевым трубам. Главная проблема этой “тренировочной гипотезы” заключается в том, что она в большей степени объясняет феномен сниженного кровотока, а не выход гонад из тела. Ведь куда проще было бы выработать эволюционный признак сниженной перфузии, чем заставить яички пройти такой сложный путь наружу.

Альтернативную точку зрения на наличие мошонки предложил швейцарский зоолог Адольф Портманн в 1952 году. Согласно его мнению. этот орган служил не для охлаждения, а для демонстрации способностей самца. В подтверждение своих мыслей он приводил пример некоторых обезьян, у которых мошонка имеет ярко выраженный окрас. Эта теория не получила широкого распространения, поскольку число видов животных, которые стремятся показать то, чем наделила их природа пониже пояса, невелико. Да и сам признак окрашивания мошонки появился гораздо позже. В конце–концов неудивительно, что за 100 миллионов лет у некоторых групп животных развилась склонность к демонстрации своих хозяйств.

Ричард Докинз, ученый, который не нуждается в представлении, некоторое время занимался гипотезой того, что наличие мошонки можно объяснить в рамках концепции гандикапа. Эта теория постулирует, что если самке необходимо выбирать между двумя ухажерами, которые смогли превзойти всех остальных конкурентов, то лучшим из них будет тот, который добился победы в более сложных условиях. Такой подход, конечно, спорен, но он вполне может использоваться для объяснения наличия таких признаков, как богатое оперение некоторых птиц (тот же павлин) или умение петь громкие брачные песни, несмотря на то, что они могут привлекать хищников.

В середине 1990 годов Майкл Чанс, профессор Бирмингемского университета, посвятивший себя изучению поведения животных, натолкнулся на статью в газете, которая вызвала у него немалый интерес. Статья была посвящена спортивной гребле. В ней приводились данные, что в образцах мочи, взятых у гребцов после соревнований, было зафиксировано наличие сока простаты. Его наличие объяснялось физическими усилиями спортсменов — напряжением брюшной стенки при совершении гребков. Дело в том, что в составе репродуктивного тракта отсутствуют какие–либо сфинктеры и поэтому сдавление любых анатомических образований, входящих в его состав, приводит либо к их опорожнению, либо перетоку содержимого. Так в 1996 году была разработана концепция “галопа”. Чанс доказывал, что выход яичек за пределы тела был необходим, поскольку млекопитающие начали двигаться таким образом, который был сопряжен с увеличением внутрибрюшного давления.

Исследование способов перемещения млекопитающих демонстрирует нам все разнообразие движений. И когда Чанс начал рассматривать животных с внутрибрюшным расположением яичек, он не обнаружил среди них большого количества тех, которые перемещались бы галопом. Слоны, трубкозубы и их родственники, то есть те, у которых яички нахоядтся возле почек, не замечены в прыжках или лазаньи по деревьям. Среди тех млекопитающих, которые вернулись в морскую стихию, мошонкой обладают лишь те, которые спариваются на суше, например, морские слоны. Такие виды склонны с бурной деятельности во время брачного периода — дракам за территорию или за право обладания самкой. Гипотезу галопа можно назвать случаем эволюционного компромисса — опасность, связанная с наличием мошонки, является ценой за большие преимущества нового типа передвижения.

В эволюционной биологии, как и любой другой науке, существует множество различных теорий. Зачастую процесс сопоставления данных напоминает распутывание детективной истории. Так, ученым еще предстоит определить, какие гены отвечают за формирование пахового канала и мошонки, какой физиологический сигнал вызывает дифференциацию яичников и яичек, что обуславливает процесс опускания последних. Скорее всего, для решения этого вопроса стоит взглянуть на тех млекопитающих, которые решили отказаться от размещения яичек снаружи тела. В этом случае процесс отслеживания изменившихся генов будет проще.

Наш анатомический экскурс подходит к концу. К сожалению, ответа на, казалось бы, простой вопрос мы не нашли. Зато, надеюсь, вам было интересно узнать что–то новое (в том числе, и про себя). А пока лучшие умы планеты “на тайны жизни пялят взоры” можно посоветовать нашим футболистам обратиться к опыту игроков в бейсбол, которые, пользуясь дарованными природой мозгом и противопоставленным большим пальцем, носят паховую защиту.

10
0

А, значит, такая проблема была теплоизолированную ячейку внутри тела сделать.

0
Ответить
Прокомментировать

Пока я писал этот ответ, исходя исключительно из гипотезы охлаждения, появился очень информативный ответ Чика. Тем не менее, публикую и свой не пропадать же добру. Тем более, что исходная гипотеза не опровергнута, а необходимость охлаждения может быть одной из причин, если вообще не единственной.

Уязвимы (находятся в мошонке, а не внутри тела) только семенники самцов млекопитающих. Причина - необходимость отдельной терморегуляции (поддержания температуры ниже, чем температура внутри тела). Пониженная температура нужна для сперматогенеза (выработки жизнеспособных сперматозоидов). Не знаю, почему у млекопитающих невозможен сперматогенез при 37-40°С, а у птиц, например, - запросто. Но как-то так получилось и проблему пришлось решать тем способом, который был доступен отбору. Раз уж не появился мутант с высокотемпературным сперматогенезом, значит надо как-то охлаждать то, что есть. В воде это сделать проще (что-то я не видел мошонки у дельфинов и китов, например), а на суше доступно только менее эффективное воздушное охлаждение. И раз нет под рукой вентилятора для обдува (и лишней энергии для его постоянной работы), значит просто выносим наружу и регулируем интенсивность пассивного охлаждения/подогрева разными другими способами (пот, сужение/расширение сосудов, изменение толщины кожнопмышечной ткани мошонки и ее внешней площади при изменении внешних условий, приближение и удаление самих семенников к телу / от тела). Плохо защищенные, но работоспособные, семенники несравненно лучше хорошо защищенных, но не работающих.

UPD. Кстати, тезис об уязвимости мошонки довольно спорный. Большинство млекопитающих передвигается на четвереньках. При драке/атаке/обороне/охоте она находится далеко "в тылу". А при бегстве надо просто быстро бежать и уворачиваться - хоть с мошонкой, хоть без. Если уж какой-нибудь лев доберется до убегающего, то уже нет принципиальной разницы, с чего он начнет свою трапезу.

У человеческих мужчин мошонка расположена фронтально и действительно уязвима при игре в фубол или драке. Ну, так нечего было становиться на две ноги. А раз уж стали, то потерпите еще сто миллионов лет и, возможно, что-то потихоньку изменится к лучшему. А если большинство случайных повреждений ограничивается кратковременными болезненными ощущениями и остается без долгосрочных последствий для размножения, то отбору вообще нет дела до мужских страданий.

4
0

А если повреждение очень серьезное, то эволюция уже не узнает, что есть такая проблема )

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью