Hur penisen förlorade sina spikar
Människor drog DNA för att utveckla smidiga penis och större hjärnor.
Kön skulle vara ett helt annat förslag till människor om man, som vissa djur, inklusive chimpanser, makar och möss, hade penis som var besatt med små hårda ryggradar.
Nu har forskare vid Stanford University i Kalifornien funnit en molekylär mekanism för hur den mänskliga penisen kunde ha utvecklats för att vara så tydligt ryggradslös. De har identifierat det som förlust av en viss bit av icke-kodande DNA som påverkar uttrycket av androgenreceptorgenen som är involverad i hormonsignalering.
"Det är en liten men fascinerande del av en större bild om utvecklingen av mänskliga specifika egenskaper", säger Gill Bejerano, utvecklingsbiolog vid Stanford som ledde arbetet tillsammans med kollega David Kingsley. "Vi lägger till ett molekylärt perspektiv i en diskussion som har pågått i flera decennier åtminstone."
Publicerad i Nature idag1, föreslår forskningen också en molekylär mekanism för hur vi utvecklade större hjärnor än chimpanser och förlorade de små sensoriska whiskersna som aporna - som är bland våra närmaste släktingar och med vilka det har uppskattats deltar vi 96% av vårt DNA - har på deras ansikte.
Monogamous strategi
Det har länge trott att människor utvecklat smidiga penis som ett resultat av att anta en mer monogamisk reproduktiv strategi än sina tidiga mänskliga förfäder. Dessa förfäder kan ha använt penispinnar för att ta bort spermier av konkurrenter när de parades med honor. Men exakt hur den här förändringen kom fram är inte känd.
Forskarna bestämde sig inte för att studera penispinnar. Snarare letade de efter bitar av DNA som hade gått förlorade från det mänskliga genomet, men inte chimpansgenomet, så de kunde sedan försöka bestämma vad dessa bitar gjorde.
Tillvägagångssättet skiljer sig från det i de flesta studier, förklarar Bejerano och Kingsley, när man tittar på vad som har tagits bort från det mänskliga genomet snarare än vad som finns. "När det gäller vår studie, hade du startat från det mänskliga genomet, skulle det inte finnas något att se", säger Bejerano.
De identifierade först systematiskt 510-DNA-sekvenser som saknas hos människor och förekommer i chimpanser och fann att dessa sekvenser var nästan uteslutande från de icke-kodande regionerna av genomet, mellan gener. De höll sedan in på två sekvenser vars frånvaro hos människor trodde att de kunde vara intressanta - en från nära androgenreceptorns (AR) -genen och en från en gen som är involverad i tumörsuppression (GADD45G).
Infogning av schimpanssekvenserna i musembryon avslöjade att den tidigare sekvensen producerade både hårda penispinnar och sensoriska whiskers närvarande hos vissa djur. Den senare sekvensen fungerade som en slags broms på tillväxten av specifika hjärnregioner - med borttagandet av dess funktion som tycks ha banat vägen för utvecklingen av den större mänskliga hjärnan.
”Målet med projektet var att hitta molekylära lesioner [förluster] som ligger till grund för mänskliga evolutionära egenskaper, med exemplen som illustrerar olika aspekter av principen”, säger Kingsley.
”Tills vi tittade på var DNA: t uttrycktes hade vi ingen aning om vilken omkopplare - om någon - det faktiskt skulle kontrollera,” tillägger Bejerano.
Andra molekylära biologer prisade arbetet för sitt kloka tillvägagångssätt och sa att det skulle öppna nya utmaningar, särskilt för dem som arbetar med utvecklingen av den mänskliga hjärnan.
"Det är detektivarbete och en stor påminnelse om att information under förloppet både vinns och förloras", säger Sean Carroll, en expert på djurgenetik och evolution vid University of Wisconsin, Madison.
"Som så ofta med mycket bra idéer verkar det nästan uppenbart i efterhand", säger Svante Pääbo, som leder genetikavdelningen vid Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology i Leipzig, Tyskland, och var en del av teamet som nyligen sekvenserade Neandertal genomet. "Eftersom två av de nästan 500 raderade sekvenser som de identifierade visar sig vara intressanta, är jag säker på att flera andra på deras lista kommer att visa sig vara intressanta också", tillade han. Forskarna fortsätter att analysera de återstående 508 DNA-sekvenserna.
David Haussler, som studerar den molekylära utvecklingen av det mänskliga genomet vid University of California, Santa Cruz, tillade att våra förfäders förlust av penisryggar är vår vinst i dag. ”Par överallt kan vara tacksamma över att just denna bit DNA dödades, " han säger.
;