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Por que os mamíferos evoluíram para ter dois testículos?

Por que os mamíferos evoluíram para ter dois testículos?


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O que faz os mamíferos tenderem a evoluir para ter dois testículos?


EvoDevo não é minha área, mas vou tentar dar algumas dicas.

Os mamíferos, como vertebrados, começam como oócitos fertilizados, transformam-se em um nódulo de células que se dividem rapidamente com polaridade eventual por meio de numerosos gradientes de numerosos mensageiros químicos e formam um tubo neural. O corpo formador é cada vez mais segmentado através do uso de gradientes e limiares (ver modelo da bandeira francesa) e (dorsoventral) a simetria axial é mantida ao longo do desenvolvimento e, como tal, dois testes representam o desenvolvimento padrão.

Portanto, pode ser mais interessante pedir órgãos singulares que requeiram mais informações e, portanto, manutenção ao longo da evolução dessas informações. Mas ao considerar as necessidades de energia, a necessidade de sincronização, a necessidade de um suprimento de sangue separado e, portanto, a introdução de falhas adicionais, é fácil ver por que temos apenas um coração.

Wikipedia; autor: Zephyris, título: "As primeiras semanas da embriogênese em humanos", DOR: 25/09/2012

Ver:

Espero que isso ajude como ponto de partida.


O DNA do elefante revela a razão evolucionária (a maioria) das bolas de mamíferos caírem

A puberdade é cheia de altos e baixos - às vezes literalmente. O momento em que os testículos descem é crucial no ciclo de vida masculino, mas como os cientistas apontam em um PLOS Biology estudo publicado quinta-feira, não devemos considerá-lo garantido. Houve um ponto na história evolutiva em que os mamíferos se dividiram em dois grupos: os que caem e os que não caem.

No artigo, a equipe do Instituto Max Planck de Biologia Celular e Molecular mostra, usando DNA extraído de 71 espécies, por que alguns membros do sexo masculino da família do “mamífero placentário” - que inclui nós, e qualquer outro animal nascido de um útero - não experimente descida testicular. Esses animais pertencem à família Afrotherian, um grupo de mamíferos africanos modernos, incluindo peixes-boi, elefantes e alguns insetívoros. Em vez de soltar as bolas na puberdade, esses animais as mantêm por perto. Por muito tempo, não ficou claro quando e por que esses animais desenvolveram essa característica.

É estranho porque a descida do testículo tem um propósito biológico estabelecido: manter as fábricas de esperma resfriadas. Os testículos são principalmente o local da produção de espermatozóides humanos e funcionam melhor a uma temperatura ligeiramente inferior à do corpo. Penduradas no escroto, alguns centímetros abaixo do corpo, as bolas permanecem frias. Mas não, aparentemente, aqueles pertencentes a elefantes e seus parentes afroterianos. Suas bolas ficam dentro do corpo onde se formaram originalmente, em algum lugar ao redor dos rins.

É difícil apontar o momento na história evolutiva dos mamíferos em que sua característica de retenção de bola se desenvolveu porque não é fácil obter qualquer informação sobre tecidos moles, como testículos, a partir de fósseis. Mas em algum ponto da história, escrevem os pesquisadores, deveria haver um ancestral comum a todos os mamíferos, e descobrir se as bolas desse ancestral caíram esclareceria quando ocorreu a estranha característica dos Afrotherianos. Então eles começaram a encontrá-lo.

Uma vez que eles não tinham tecidos moles antigos para trabalhar, eles tiveram que usar uma forma indireta de determinar quais animais ficavam pendurados e quais não. Eles se voltaram para dois genes, RXFP2 e INSL3, que são conhecidos por estimular o desenvolvimento de um órgão chamado gubernáculo, o ligamento que puxa as bolas para baixo durante a puberdade. Afrotherians e seus parentes, a equipe hipotetizou, não teriam esses genes, ou pelo menos nenhuma versão funcional deles

Com certeza, sua análise dos genomas extraídos dos 71 mamíferos placentários mostrou que a hipótese era verdadeira para quatro afroterianos, a saber, o tenrec, o musaranho-do-mato, a toupeira-dourada do cabo e o peixe-boi. Esses animais não têm versões funcionais desses genes, os pesquisadores descobriram, mas o que eles Faz temos remanescentes desses genes, sugerindo que o ancestral de todos os mamíferos placentários realmente tinha descendência testicular. Em outras palavras, cair a bola sempre foi o padrão, e são os afroterianos que são um pouco estranhos.

“Esses‘ vestígios moleculares ’mostram que a descendência testicular já estava presente no ancestral da placenta e foi subsequentemente perdida na Afrotheria”, escreve a equipe.

A comparação dos genes do grupo Afrotherian com os de outros mamíferos mostrou que a divisão em droppers e ball-keepers aconteceu há cerca de 100 milhões de anos, quando o grupo Afrotherian se separou do ancestral dos mamíferos placentários. As mutações que tornaram os genes do gubernáculo não funcionais nas quatro espécies, escreve a equipe, ocorreram por volta de 20 a 80 milhões de anos atrás, o que é bastante recente no tempo evolutivo. Além disso, eles descobriram, as mutações em cada uma dessas espécies ocorreram de forma independente. (Estranhamente, esses genes estão intactos em elefantes e hyrax, então ainda não há explicação para o motivo de suas bolas não caírem.)

Agora que sabemos que as bolas do ancestral de todos os mamíferos placentários fez cair, duas grandes questões permanecem: Qual o benefício que a retenção de testículo conferiu aos quatro animais Afrotherian afetados pelos genes, e como eles ainda são capazes de produzir esperma? Talvez seja porque os tenrecs e as toupeiras douradas do cabo têm uma temperatura corporal ligeiramente mais baixa do que a maioria (35 ̊C em oposição a 37 ̊C), mas o mesmo não pode ser dito para elefantes e musaranhos-elefante, que são quase tão quentes quanto nós . Este aspecto de seus testículos que não desceram permanece um mistério, mas podemos assumir com segurança uma coisa: eles não precisam se preocupar em levar um chute no saco.


Evolução da vagina dos mamíferos

O título e aquela pequena imagem à esquerda devem ser uma sugestão suficiente, mas se não, continue a ler.

R: A vagina. Não temos sorte?

Corre uma velha piada sobre design ruim: que tipo de designer direcionaria os canos de esgoto direto para o centro do centro de entretenimento? É um bom ponto. Não faz sentido do ponto de vista de design ter nossos sistemas reprodutivo e excretor tão intimamente misturados, mas faz muito sentido de um ponto de vista puramente histórico. Em certo sentido, reprodução é uma função excretora - estamos liberando gametas produzidos internamente e já temos um conjunto perfeitamente bom de tubos indo de nosso interior para o exterior, então por que não usá-los? Só que em nossa linhagem, que se especializou em cuidar muito bem de nossos gametas e zigotos, o encanamento se tornou cada vez mais elaborado e aquela parte do sistema que antes era apenas uma passagem conveniente tornou-se um destino e uma residência de longo prazo no seu direito.

O desenvolvimento nos conta parte da história. Os tratos reprodutivo e urinário estão todos entrelaçados no desenvolvimento inicial, surgindo juntos de dois pares de dutos, os dutos de Müller e Wolff, que são modificados de maneiras complexas para formar uma série de rins (guardamos apenas o último, os metanefros) , um conjunto de vias para os testículos masculinos e ainda outro conjunto para os ovários femininos.

Em mamíferos não-terianos, todos esses complicados tubos têm um destino comum, uma única saída para o mundo externo: a cloaca. "Cloaca" significa esgoto em latim, e seu nome é apropriado. A terminação do intestino grosso está aqui, assim como as extremidades dos ureteres dos rins e dos dutos dos ovários ou testículos. Tudo é despejado na cavidade da cloaca, fazendo um belo guisado de fezes, urina e esperma ou óvulos. Mmm-mmm. A cloaca é o cilindro cinza na parte inferior da figura A, abaixo, nos três primeiros organismos, anfíbios, pássaros / répteis e monotremados (minhas desculpas pela obscuridade da imagem, é a melhor cópia que tenho).


(Clique para ampliar a imagem)
Evolução do sistema reprodutivo dos tetrápodes. (A) Sistema urogenital feminino das principais linhagens de tetrápodes. Inf,
infundíbulo Ov, ovário Ovd, oviduto Ut, útero (ou região produtora de concha em animais não terianos) Vg, vagina Kd, rim
Ud, ducto urinário Rc, reto Ub, bexiga urinária Cl, cloaca. (B) Ovo de tetrápode. *, a casca de pássaros e alguns répteis
é altamente calcificado. MPS, camada de mucopolissacarídeo específica para marsupial. (C) Filogenia de tetrápodes mostrando grandes transições
na reprodução de mamíferos. Divergência de anfíbios e amniotas (A). Divergência de aves / répteis e mamíferos
(B). Divergência de monotremados e therians (C). Divergência de marsupiais e placentários (D).

A organização fundamental da parte reprodutiva do trato urogenital dos vertebrados é direta: é um tubo com um funil em uma extremidade que captura os óvulos liberados pelo ovário e os conduz a um orifício externo. Ao longo do caminho, as células que revestem o tubo secretam produtos úteis, como albumina e gema, e depositam uma casca, podendo atuar armazenando temporariamente o ovo antes de sua liberação final.

Os mamíferos marsupiais e placentários dispensaram a maioria dessas funções e expandiram outras. Uma parte do oviduto adquiriu um epitélio ricamente vascularizado e especializações para investir e nutrir um embrião residente, tornando-se um útero. Essa é uma função incrível e inovadora em si mesma, mas, além disso, formou um canal novo e separado, a vagina. A vagina é uma estrutura inteiramente nova, que não possui homólogo em anfíbios ou répteis.

Este é uma observação interessante. É uma estrutura totalmente original que surgiu algum tempo depois da divisão monotremato-marsupial, uma novidade evolucionária. Como isso aconteceu? Como podemos estudar um evento único que ocorreu há mais de 150 milhões de anos?

Wagner e Lynch têm uma proposta para responder a ambas as perguntas. O mecanismo geral para gerar novas estruturas é a ortodoxia evo-devo:

  1. Um efeito colateral epigenético de outras mudanças evolutivas no corpo, levando a uma nova estrutura física nos organismos.
  2. A consolidação genética e individuação da nova estrutura.

(Observe que isso propõe fenótipo antes genótipo, que é um tanto herético para o neodarwinismo. Isso não deve incomodar nem um pouco a turma evo-devo, é claro.)

Como estudar tal processo do passado?

O pressuposto básico de uma abordagem evolucionária molecular para o estudo das novidades evolutivas
é aquele mudanças na regulação do desenvolvimento tenho
deixaram vestígios na estrutura molecular do
genoma e um estudo comparativo do genoma
estruturas devem ser capazes de identificar
mudanças coincidentes com uma novidade fenotípica. (ênfase minha)

Esse processo de consolidação e individuação teria deixado cicatrizes detectáveis ​​no genoma - os genes envolvidos teriam adquirido as mudanças necessárias para fixar o fenótipo na população. Novamente, como seria de se esperar da perspectiva da evo-devo, essas mudanças teriam sido feitas nos genes reguladores que controlam a expressão gênica específica do tecido. Que genes devemos examinar? Vejamos os órgãos therian de interesse e aqui estão alguns prováveis ​​candidatos: os genes HoxA que possuem domínios específicos de região no trato reprodutivo feminino.


Padrão de expressão do gene Hox e a evolução de
o trato reprodutivo feminino. (uma) HoxA-13 para HoxA-9 estão
localizados na extremidade 5 'do cluster HoxA e são expressos em
as mesmas regiões no adulto e no embrião: HoxA-13
(verde), HoxA-11 (amarelo), HoxA-10 (laranja) e HoxA-9
(azul). (b) Filogenia de tetrápodes mostrando fêmeas representativas
sistemas reprodutivos de cada grupo (ovários anfíbios
mostrado apenas à esquerda).

Os genes HoxA-9 a HoxA-13 são expressos em ordem ao longo do ducto de Müller embrionário e também continuam a ser expressos na idade adulta, de forma que todas as células da vagina expressam HoxA-13, enquanto as células do colo do útero todas tenho o HoxA-11 ligado (por algum motivo, acho que é um conhecimento maravilhoso, e só tenho que dizer ...Viva o HoxA-13! Acabou de se tornar meu gene Hox favorito.)

Portanto, a questão é se há alguma evidência de que esses genes Hox particulares têm sinais de qualquer conjunto de mudanças que estão associadas a transições particulares na evolução dos vertebrados - em particular, existem diferenças que podem ser rastreadas até a transição entre os monotremados e a terapia, e entre os placentários e os marsupiais. A resposta parece ser sim: o diagrama à direita é uma medida do número de mudanças sinônimas a não sinônimas no HoxA-11, que é um indicador das pressões seletivas que moldaram o gene.

Além disso, eles identificaram onde essas mudanças ocorreram, e elas não estão no homeodomínio (a parte da proteína que se liga a sequências específicas no DNA, mas na extremidade do terminal amino.

Os modelos 3-D abaixo mostram onde os aminoácidos relevantes (em amarelo) terminam na proteína dobrada. O interessante aqui é que as proteínas regulatórias não apenas interagem entre si, mas também com de outros proteínas regulatórias que se ligam simultaneamente. É toda uma cadeia de interações - proteínas regulatórias ligando-se ao DNA e também ligando-se umas às outras em um complexo chamado enhancersome - que determina o nível de expressão de um determinado gene.


Estrutura da proteína HoxA-11. Este modelo de proteína tridimensional foi calculado por modelagem comparativa como parte do
o projeto MODBASE. (A) Modelo mostrado como fitas. (B) Modelo renderizado com uma superfície molecular. A ligação ao DNA
o homeodomínio é mostrado em vermelho. A região carboxi-terminal do exon 2 é mostrada em azul. Resíduos identificados como sendo sob
a seleção direcional (positiva) na linhagem do caule de euterianos é mostrada em amarelo. Resíduos substituídos na linhagem de tronco de
therians mas não identificados na seleção são mostrados em verde. Observe que todos esses locais de aminoácidos afetam os aminoácidos que são
previsto para ser colocado na superfície da molécula, como esperado, se a seleção for conduzida por novas interações proteína-proteína.

Ainda há muito a ser feito. Os genes Hox estão bem acima na cadeia de genes reguladores, então há muitos outros genes a jusante que precisam ser resolvidos. Também estamos muito longe de descobrir como esses padrões de expressão gênica definem os processos morfogenéticos que criam essa adorável nova estrutura, a vagina. O importante, porém, é que existem essas perguntas esperando para serem respondidas - os investigadores têm um programa de pesquisa.

Propomos que um programa de pesquisa para explicar
novidades evolucionárias tem que se concentrar na questão
se novos personagens surgem por meio do
evolução de novas ligações regulatórias entre genes de desenvolvimento. Além disso, propomos que um
análise detalhada da evolução do desenvolvimento
genes envolvidos no desenvolvimento de um derivado,
personagem novo pode revelar mudanças moleculares que
poderia estar causalmente envolvido na origem das novidades evolutivas. O estudo de caso apresentado aqui
sugere que os métodos estatísticos de
evolução são fortes o suficiente para fornecer
hipótese para teste experimental. O sucesso de
este programa de pesquisa dependerá da capacidade de conectar os padrões de evolução molecular com
o papel funcional dessas mudanças moleculares.

Essa é a coisa legal da biologia evolucionária: perguntas interessantes, ancestrais estimulantes e a promessa de ferramentas para responder mais.

Lynch VJ, Roth JJ, Takahashi K, Dunn CW, Nonaka DF, Stopper GF, Wagner GP (2004) Adaptive evolution of HoxA-11 e HoxA-13 na origem do útero em mamíferos. Proc Biol Sei. 271 (1554): 2201-7.

Wagner GP, Lynch VJ (2005) Evolução molecular das novidades evolutivas: a vagina e o útero de mamíferos Therian. J Exp Zoolog B Mol Dev Evol. [Epub ahead of print]


Mistério monogamia

Essa observação se choca com o fato de que os homens são significativamente maiores do que as mulheres. Isso sugere que nosso histórico evolutivo envolveu um grau significativo de acasalamento polígamo, em vez de exclusivamente monogâmico. Isso é corroborado por dados antropológicos que mostram que a maioria das populações humanas modernas se envolve em casamento polígino. Os antropólogos Clellan Ford e Frank Beach, em seu livro Patterns of Sexual Behavior, sugeriram que 84% das 185 culturas humanas sobre as quais eles tinham dados se engajaram na poliginia.

Primatas com pênis mais simples tendem a ser monogâmicos como os micos-leões (a) ou polígenos como os gorilas (g). Alan F. Dixson, Primate Sexuality

No entanto, mesmo nessas sociedades, a maioria das pessoas permanece monogâmica. Os casamentos políginos são geralmente um privilégio reservado apenas a homens de alto status ou ricos. É importante notar que os caçadores-coletores ao redor do mundo praticam apenas a monogamia ou monogamia serial, o que sugere que nossos ancestrais podem ter usado este sistema de acasalamento.

À primeira vista, entretanto, pareceria sensato que os machos se reproduzissem com o maior número de fêmeas possível. A monogamia humana há muito tempo confunde os antropólogos, e muito esforço foi feito para descobrir o que mantém os homens por perto.

Três teorias principais foram apresentadas. O primeiro é a necessidade de cuidados e ensino dos pais de longo prazo, pois nossos filhos demoram muito para amadurecer. Em segundo lugar, os machos precisam proteger suas fêmeas de outros machos. Terceiro, nossos filhos são vulneráveis ​​por muito tempo e o infanticídio pode ser um risco para outros homens. Portanto, para garantir que as crianças sejam capazes de atingir a maturidade, o homem provavelmente ficará para protegê-las, tanto social quanto fisicamente. Pode ser por isso que os machos mantiveram seu tamanho relativo maior.

Os babuínos hamadrias têm pênis excepcionalmente longos. المُصوّر: مُعتز توفيق إغباريّة, CC BY-SA

Se observarmos a evolução dos sistemas de acasalamento monogamia em humanos através das lentes da sociedade humana, fica claro que é necessário um grande esforço social para manter e proteger mais de um parceiro de cada vez. É apenas quando os machos têm acesso a recursos e poder adicionais que eles podem proteger várias fêmeas, geralmente garantindo que outros machos as protejam. Portanto, a monogamia parece ser uma adaptação para proteger o companheiro e os filhos de outros machos. Essa monogamia é reforçada pelo alto custo social e estresse de tentar fazer isso para vários parceiros, e tornou-se apoiada por normas culturais.

Portanto, quando se vive em sociedades humanas complexas, o maior e mais importante órgão sexual é o cérebro. Em algum lugar de nosso passado evolutivo, o quão inteligentes e sociais somos se tornou o principal controle sobre nosso acesso aos parceiros sexuais - não o quão grande ou sofisticado é o pênis de um homem.


Responder

Colocamos essa questão ao Dr. Sebastian Shimeld da Universidade de Oxford e ao Dr. Robert Whitaker da Universidade de Cambridge.

Sebastian - Essa é uma pergunta realmente interessante e realmente tem duas respostas - uma das quais é como nos desenvolvemos no útero, mas também há uma explicação evolutiva para isso que é como chegamos nesta situação em primeiro lugar. Não somos apenas nós que somos bilateralmente simétricos. Todos os vertebrados são - sejam pássaros, répteis, sapos ou peixes. Na verdade, não apenas os vertebrados, mas quase todos os outros animais também são bilateralmente simétricos. Isso inclui vermes e moscas. Isso ocorre porque a simetria bilateral evoluiu há muito tempo, pelo menos 500 ou 600 milhões de anos atrás. Nosso plano corporal foi travado em simetria bilateral desde aquele ponto. Isso me leva à última parte da questão que é - poderia mudar? Acho que, dado que estamos presos a esse plano corporal por um longo período de tempo, é improvável que ele mude. Eu não diria completamente impossível porque há um ou dois organismos, ou um ou dois animais, que conseguiram mudar isso. Um bom exemplo disso é o polvo, que não só tem um coração maior, mas também conseguiu desenvolver dois corações auxiliares para ajudar no fluxo sanguíneo. Portanto, é improvável que mude, eu acho, mas talvez não seja completamente impossível com tempo suficiente e a seleção certa. Diana - E o ponto de vista do desenvolvimento do Dr. Robert Whitaker da Universidade de Cambridge. Robert - A primeira reação óbvia de muitas pessoas seria apenas sugerir que vários órgãos idênticos estão simplesmente lá para peças de reposição, mas não acredito que essa seja a explicação correta. Eu gostaria de examinar o enigma do ponto de vista do desenvolvimento. O embrião inicial tem uma camada externa, um único tubo da linha média que passa da boca ao ânus para se tornar o intestino. A partir do tubo único e simples da linha média, desenvolve-se o intestino. No entanto, muitos outros órgãos se desenvolvem a partir dele por um sistema de brotamento do tubo. Esses órgãos incluem os pulmões, o fígado, o pâncreas. e se estes se tornam um único órgão ou dois órgãos depende se o botão que cresce do tubo permanece como um único botão ou se divide para crescer mais de um. O fígado, por exemplo, é um único órgão, ao passo que o pulmão vem de dois botões para dar os órgãos que vemos na criança desenvolvida. E quanto aos rins, ouço você perguntar? Bem, eles se desenvolvem não como um único tubo, como acontece com o intestino, mas em cada lado do corpo separadamente. Há uma diferença fundamental entre haver duas partes em um único órgão, por exemplo, os pulmões e o cérebro, que se desenvolvem a partir de um único crescimento, em oposição a dois órgãos separados com funções idênticas, como os rins, os ovários, os testículos, que todos se desenvolvem em lados separados do corpo.

Diana - Então é uma combinação de simetria da linha média herdada de nossos ancestrais peixes, resultado de nossos processos de desenvolvimento como embriões em brotamento e como muitas coisas, é assim porque funciona. Em alguns casos, é sempre bom levar uma peça sobressalente.


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Pesquisadores do Instituto Max Planck em Dresden, Alemanha, investigaram a evolução dos testículos usando uma nova técnica de DNA.

Os tecidos se decompõem com o tempo, tornando-os difíceis de estudar em espécies antigas, mas o novo método contorna isso observando o DNA de animais modernos para descobrir a estrutura protéica de criaturas extintas há muito tempo.

Os cientistas analisaram os genomas de 71 espécies de mamíferos placentários para descobrir se seu ancestral comum havia descido ou ascendido testículos.

A maioria dos mamíferos modernos mantém seus testículos em um escroto para evitar que eles superaquecem dentro do corpo, o que mataria os espermatozoides. Mas um grupo de mamíferos modernos conhecido como Afrotherians, que inclui o peixe-boi (na foto), mantém seus testículos dentro de seus corpos

Os especialistas não tinham certeza se um ancestral mamífero antigo passou testículos ascendidos (imagem à direita) para os afroterianos como o elefante africano (imagem à esquerda) cerca de 100 milhões de anos atrás, ou se o grupo desenvolveu a biologia anormal mais tarde

Eles se concentraram em dois genes-chave conhecidos por desencadear o desenvolvimento de um ligamento que ajuda a puxar os testículos para baixo durante o desenvolvimento.

Em quatro espécies afroterianas - o tenrec, o musaranho-do-mato, a toupeira dourada e o peixe-boi - os dois genes foram perdidos há cerca de 100 milhões de anos.

Isso aconteceu na época em que essas espécies se separaram do ancestral comum que compartilham com o restante dos mamíferos placentários.

A mutação genética que bloqueou os genes é diferente em cada uma das quatro espécies, sugerindo que eles a desenvolveram recentemente - provavelmente entre 20 e 80 milhões de anos atrás.

Isso mostra que o ancestral comum de todos os mamíferos placentários descendeu dos testículos - animais modernos com testes dentro de seus corpos os desenvolveram mais tarde.

Em quatro espécies Afrotherian - o tenrec (foto de arquivo) musaranho-da-capa, toupeira-dourada e peixe-boi - dois genes envolvidos no testículo descendente foram perdidos há 100 milhões de anos. Isso mostrou que um ancestral mamífero comum tinha testículos descendentes

Estranhamente, os dois genes eram funcionais em duas espécies Afrotherian - elefantes e hyrax - e as causas de sua retenção testicular permanecem desconhecidas.

Os pesquisadores disseram que sua nova técnica pode ajudar a reconstruir a história evolutiva de outras partes do corpo animal no futuro.

"Os vestígios moleculares oferecem uma estratégia alternativa para investigar a ancestralidade dos personagens", disse o co-autor do estudo, Dr. Michael Hiller.

"Em vez de investigar uma estrutura de tecido mole diretamente, pode-se rastrear a evolução dos genes que são cruciais para o desenvolvimento dessa estrutura."

O estudo foi publicado quinta-feira na PLOS Biology.

POR QUE OS TESTÍCULOS SÃO MANTIDOS FORA DO CORPO?

Pode parecer contra-intuitivo manter um importante órgão reprodutor masculino exposto aos elementos fora do corpo, no entanto, os cientistas têm várias teorias sobre por que os testículos não são mantidos com segurança escondidos dentro do corpo.

O controle da temperatura é a resposta mais óbvia.

A produção de esperma é mais eficaz a 35 ° Celsius, que é dois graus abaixo da temperatura mantida dentro do corpo humano.

Órgãos com melhor desempenho a 37 ° C são protegidos por ossos dentro da cavidade do corpo, incluindo o cérebro e os rins.

No entanto, há alguma discordância dentro da comunidade científica sobre a tese da temperatura.

Não está claro se os testículos desceram porque precisavam ser mais frios do que o resto do corpo ou se os órgãos evoluíram para funcionar nessa temperatura porque eram externos.

Os cientistas têm várias teorias sobre por que os testículos não são mantidos com segurança aninhados dentro do corpo

A tese de resfriamento teve origem na Universidade de Cambridge na década de 1890.

O cientista Joseph Griffiths fez experimentos em cães, empurrando seus testículos de volta ao abdômen e costurando-os no lugar.

Menos de uma semana depois, Griffiths descobriu que os órgãos haviam degenerado, com os túbulos onde ocorre a produção de espermatozóides contraídos e praticamente ausentes.

Ele atribuiu isso às temperaturas mais altas dentro do corpo, gerando a teoria.

A pesquisa foi retomada na década de 1920 por Carl Moore, da Universidade de Chicago.

Com base no trabalho de Charles Darwin, Moore argumentou que quando os mamíferos passaram de animais de sangue frio para animais de sangue quente, as temperaturas internas prejudicaram severamente a produção de esperma.

Os machos que nasceram com testículos fora do corpo se tornaram os criadores mais bem-sucedidos e transmitiram seu material genético, perpetuando a característica.

No entanto, aqueles que se opõem à teoria apontam para os mamíferos que ainda mantêm seus testículos dentro do corpo e continuam a se reproduzir com sucesso.

Muitos mamíferos com testículos internos, como elefantes e pássaros, têm uma temperatura central mais alta do que seres humanos e primatas - o que alguns dizem desacreditar a teoria da temperatura.

Alguns acadêmicos acreditam que as temperaturas mais baixas podem impedir a mutação do DNA, enquanto outros acreditam que manter os espermatozoides abaixo da temperatura corporal permite que o calor da vagina funcione como um sinal de ativação para os nadadores.

É possível que os testículos externos possam ser explicados pela chamada teoria do handicap, que postula que se uma mulher tivesse que escolher entre dois pretendentes do sexo masculino que venceram todas as outras competições, ela escolheria aquele que teve de superar as maiores probabilidades - como isso sugere uma força ainda maior.

Por exemplo, escalar o Monte Everest é impressionante, mas subir ao cume com uma mão amarrada nas costas é ainda mais impressionante, certo?

A controversa teoria explica de alguma forma uma série de fenômenos evolutivos problemáticos, como a plumagem colorida dos pássaros machos e canções que parecem projetadas para atrair predadores.

Se a teoria da deficiência estiver correta, os genes dos escrotos foram transmitidos porque a capacidade de funcionar com esses órgãos cruciais suspensos do lado de fora do corpo impressionava os parceiros em potencial.


Por que os mamíferos evoluíram para ter dois testículos? - Biologia

Uma vez que os organismos multicelulares evoluíram e desenvolveram células especializadas, alguns também desenvolveram tecidos e órgãos com funções especializadas. Um desenvolvimento inicial na reprodução ocorreu nos anelídeos. Esses organismos produzem espermatozoides e óvulos a partir de células indiferenciadas em seu celoma e os armazenam nessa cavidade. Quando o celoma fica cheio, as células são liberadas por uma abertura excretora ou pelo corpo que se abre. Os órgãos reprodutivos evoluíram com o desenvolvimento de gônadas que produzem espermatozoides e óvulos. Essas células passaram pela meiose, uma adaptação da mitose, que reduziu pela metade o número de cromossomos em cada célula reprodutiva, enquanto aumentava o número de células por meio da divisão celular.

Sistemas reprodutivos completos foram desenvolvidos em insetos, com sexos separados. Os espermatozoides são produzidos nos testículos e, em seguida, viajam através de tubos em espiral até o epidídimo para armazenamento. Os ovos amadurecem no ovário. Quando são liberados do ovário, eles viajam para as tubas uterinas para fertilização. Alguns insetos têm uma bolsa especializada, chamada de espermateca, que armazena esperma para uso posterior, às vezes até um ano. A fertilização pode ser sincronizada com as condições ambientais ou alimentares ideais para a sobrevivência da prole.

Os vertebrados têm estruturas semelhantes, com algumas diferenças. Não-mamíferos, como pássaros e répteis, têm uma abertura corporal comum, chamada de cloaca, para os sistemas digestivo, excretor e reprodutivo. O acasalamento entre as aves geralmente envolve o posicionamento das aberturas da cloaca opostas uma à outra para a transferência de esperma. Os mamíferos têm aberturas separadas para os sistemas femininos e um útero para apoiar a prole em desenvolvimento. O útero tem duas câmaras em espécies que produzem um grande número de descendentes por vez, enquanto as espécies que produzem uma descendência, como os primatas, têm um único útero.

A transferência de espermatozoides do macho para a fêmea durante a reprodução varia desde a liberação do esperma no ambiente aquoso para fertilização externa, até a união da cloaca em pássaros, até o desenvolvimento de um pênis para entrega direta na vagina da fêmea em mamíferos.


Por que os mamíferos evoluíram para ter dois testículos? - Biologia

Os primeiros amniotas evoluíram de ancestrais anfíbios há aproximadamente 340 milhões de anos, durante o período Carbonífero. Os primeiros amniotas divergiram em duas linhas principais logo após o surgimento dos primeiros amniotas. A divisão inicial foi em sinapsídeos e sauropsídeos. Sinapsídeos inclui todos os mamíferos, incluindo espécies de mamíferos extintas. Os sinapsídeos também incluem terapsídeos, que eram répteis semelhantes aos mamíferos dos quais os mamíferos evoluíram. Sauropsídeos incluem répteis e pássaros e podem ser divididos em anapsídeos e diápsidos. As principais diferenças entre os sinapsídeos, anapsídeos e diápsidos são as estruturas do crânio e o número de janelas temporais atrás de cada olho (Figura 1).

Figura 1. Compare os crânios e as fenestras temporais de anapsídeos, sinapsídeos e diápsidos. Os anapsídeos não têm aberturas, os sinapsídeos têm uma abertura e os diápsidos têm duas.

Fenestras temporais são aberturas pós-orbitais no crânio que permitem que os músculos se expandam e se alongem. Anapsids não têm fenestras temporais, os sinapsídeos têm uma, e diapsids tem dois. Os anapsídeos incluem organismos extintos e podem, com base na anatomia, incluir tartarugas. No entanto, isso ainda é controverso e as tartarugas às vezes são classificadas como diapsídeos com base em evidências moleculares. Os diapsídeos incluem pássaros e todos os outros répteis vivos e extintos.

Os diápsidos, por sua vez, divergiram em dois grupos, os Archosauromorpha ("Forma de lagarto antigo") e a Lepidosauromorpha (“Forma de lagarto escamoso”) durante o período Mesozóico (Figura 2). Os lepidosauros incluem lagartos modernos, cobras e tuataras. Os arquossauros incluem crocodilos e crocodilos modernos, e os extintos ictiossauros (“lagartos peixes” que se parecem superficialmente com golfinhos), pterossauros (“lagarto alado”), dinossauros (“lagarto terrível”) e pássaros. (We should note that clade Dinosauria includes birds, which evolved from a branch of maniraptoran theropod dinosaurs in the Mesozoic.)

The evolutionarily derived characteristics of amniotes include the amniotic egg and its four extraembryonic membranes, a thicker and more waterproof skin, and rib ventilation of the lungs (ventilation is performed by drawing air into and out of the lungs by muscles such as the costal rib muscles and the diaphragm).

Figure 2. This chart shows the evolution of amniotes. The placement of Testudines (turtles) is currently still debated.

In the past, the most common division of amniotes has been into the classes Mammalia, Reptilia, and Aves. However, both birds and mammals are descended from different amniote branches: the synapsids giving rise to the therapsids and mammals, and the diapsids giving rise to the lepidosaurs and archosaurs. We will consider both the birds and the mammals as groups distinct from reptiles for the purpose of this discussion with the understanding that this does not accurately reflect phylogenetic history and relationships.

Pergunta Prática

Members of the order Testudines have an anapsid-like skull with one opening. However, molecular studies indicate that turtles descended from a diapsid ancestor. Why might this be the case?


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