רוב היונקים הזכרים נושאים מטען יקר באריזה רעועה להפליא. אשכים חיצוניים - שמתנדנדים בעדינות מחוץ לחלל הבטן בשק חשוף ורזה עור - הם רגישים, דקיקים והופכים מטרה ברורה להפליא לכל אויבי גברים (כמו גם כדורגל, ברכיים תועות וריהוט בגובה המותניים). לכן אין זה מפתיע שהאבולוציה של אשכים שירדו מבולבלת וגם מבליעה ביולוגים במשך עשרות שנים.
תוכן קשור
- סיפורו הארוך והמפותל של מדע הזרע
מחקר שפורסם היום ב- PLOS Biology מציע תשובה לאחת הוויכוחים הגדולים ביותר של התעלומה: האם אבותינו הקדומים ביותר עייפו אותם או למטה? החוקרים הגיעו למסקנה כי ליונקים הראשונים כבר הייתה תכונה מעוררת תבל, כאשר אלפי צאצאים ירשו לאחר מכן את תכשיטים משפחתיים לתצוגה מלאה. עם זאת, באופן מוזר נראה כי מאז התפתחו אשכים פנימיים לפחות ארבע פעמים נפרדות.
במהלך התפתחות עוברית אצל גברים, מבני הרבייה עוברים לאשכי פרוטו בעומק הבטן (אצל נקבות, אותם מבנים אלה ממשיכים להיווצר שחלות). לפני הלידה, אשכים יורדים דרך הבטן ולתוך שק האשכים בתהליך דו-שלבי. הגירה כלפי מטה זו מכניסה לתנועה באמצעות פעולה של שני גנים מרכזיים, INSL3 ו- RXFP2 . מחיקת אחד מה"גנים האשכים האלה "בעכברים גורר לחלוטין את מסלול דרומה של האשכים.
מעט הזכרים האנושיים שנולדו עם אשכים בלתי מעורערים (בין 2 ל -4 אחוזים) יכולים להיתקל בבעיות: אם המצב נמשך לבגרות הוא יכול לתרום לבקעים, עקרות וסרטן האשכים. אבל עבור קבוצה שונה לגמרי של יונקים, אין להם שק האשכים בכלל זו הנורמה. מינים של יונקים של מלטת האפרותרמיה - הכוללת פילים, גברונים, שומות זהב ושכמויות סלעים - במקום זאת שומרים על האשכים שלהם בתוך הבטן במצב שנקרא "אשכים".
תכונות שונות ומגוונות אלו הציבו פאזל עבור ביולוגים אבולוציוניים: האם האב הקדמון המשותף לכל היונקים החיים, כמו אפרוטריאיות ויונקים נקבות, שמר על אברי הרבייה החשובים שלו בבטן? או, כמו בני אדם ומרבית שושלות היונקים האחרות, האם הוא נשא אותם מחוץ לגופו כדי שכולם יראו? מכיוון שרקמות רכות כמו אשכים נשמרות בצורה לא טובה ברשומת המאובנים, לא נותרו עדויות גופניות לאשכים של אבות, והמיקום של אשכי יונקים של אבות ימין נותר חמקמק.
הסופר הראשי וירג שארמה והסופר הבכיר מייקל הילר, גנומיקאים במכון מקס פלאנק לביולוגיה מולקולרית של תאים מולקולריים בדרזדן, גרמניה, נקטו גישה גנטית לדיון. ביודעו עד כמה קריטיים הגנים של האשכים לירידת האשך, הם טענו כי השוואה בין גנים אלה במגוון שולי יונקים תספק את הדרך הישירה ביותר לאיתור מצב האבות. (שיטה זו עוקפת את מגבלות תיעוד המאובנים, שלעיתים יכולות לייצר מידע סותר או מעורפל אודות הקשר בין מינים.)
"היכולת להשתמש בנתונים מולקולריים כדי לענות על שאלה כזו היא דבר שלא הצלחנו לעשות לפני עשר שנים", אומרת ג'נומיקנית גן החיות הלאומי סמיטסון, נטליה פרדו-אוביידו, שלא הייתה קשורה למחקר. חשוב לציין שהשיטה של שארמה והילר "עובדת [עם כל פרשנות לתיעוד המאובנים]."
אפשר היה לחשוב שהתפתחות האשכים תהיה פרי תלוי נמוך - אבל מסתבר שהתמונה מורכבת בהרבה מכפי שהחוקרים יכלו לדמיין. פילים הם רק קבוצה אחת עם אשכים השוכנים בבטן. (baluda / Pixabay) כששרמה השווה בין גנים קשקשים אצל 71 יונקים, הוא גילה שארבעה מינים אפרו-אפריקאים חסרי אשכים צאצאים - גברונים, שומות של שכמויות שכמויות, ברגי פיל שכמייה ועיקולים (יונקים זעירים המעסיקים חרקים הדומים לקיפודים) - נשאו עותקים ממוטים של גני האשכים . לאחר מכן השתמש שארמה במידע גנטי זה כדי להתקרב כאשר אחד הגנים איבד את הפונקציונליות בכל מין. כאשר הגנים הופכים ללא תפקודיים, אין עוד לחץ לשמור על קוהרנטיות, והם מתחילים להתפרק ולצבור מוטציות מתוך הזנחה. ככל שיש יותר טעויות ברצף גנים, כך ככל הנראה הוא אבד.
על ידי עבודה לאחור, שארמה עקבה אחר אובדן ירידת האשך בכל ארבעת המינים עד לפני 23-83 מיליון שנה - מקרים שהייתה עדכנית יותר מההבדל המשוער של השושלת האפרוחרית לפני 100 מיליון שנה. שלא כמו יונקים אחרים, כאשר אפרו-אפריקאים התנתקו מהאריזה העיקרית, האשכים שלהם לא הצליחו לעשות זאת.
שארמה מצאה גם כי סוגי השגיאות הגנטיות שנמצאו בארבעת המינים הללו כולם שונים זה מזה, וכנראה שהופיעו בנקודות זמן נפרדות. אילו היו מדובר במוטציות זהות, שארמה הייתה מסיקה שאב קדמון אסקוטלי אחד העביר את אותם גנים שבורים על כל ארבעת המינים בבת אחת. אולם הווריאציה הראתה כי הסקרוטה נעלמה בארבע הזדמנויות נפרדות במהלך ההיסטוריה האבולוציונית. במילים אחרות, אבולוציה "שהומצאה באופן עצמאי" מבדלים בלתי נשמעים ארבע פעמים.
מדענים ידעו במשך שנים שאחד היתרונות החשובים ביותר של סקרוטה הוא אוורור: זרע יונקים מתבגר ונאגד טוב יותר בטמפרטורות הנמוכות ב -3 עד 3 מעלות צלזיוס משאר חלקי הגוף, וריסון האיברים הללו שומר על קור רוח. אך אנו בטוחים בהרבה אם זו הסיבה שהתפתחותה של סקראוט. זו דילמת תרנגול וביצה קלאסית: יתכן כי אשכים ברחו מהבטן מכיוון שהטמפרטורות נהיו טעימות מדי, או שייתכן שהזרע הסתגל לאהוב את הצינה מכיוון שכבר הודחו מסיבה אחרת.
(תיאוריות אחרות שופעות, כולל הרעיון שהאשכים הם קישוטים שמתהדרים בנגיפות גברית. או אולי, כפי שמאמין האורולוג לילדים ג'ון הוטסון, אשכים גורשו כתוצר לוואי - או טעות - של הסדר אנטומי אחר).
אבל אם הטמפרטורה היא הגורם העיקרי, עדיין יש חידה אחת שחוקרים צריכים לענות עליה. בפילים ובכמויות הפילים - ששניהם שומרים את האשכים שלהם נעולים בבטן - טמפרטורות גוף פנימיות דומות לאלה של בני אדם. איך הם מתמודדים?
באפרו-רפאים העלויות (חשיפה, פגיעות) יכולות פשוט לעלות על היתרונות (טמפרטורה מעט קרירה יותר), אומר הילר. ואולי יונקים אלה משתמשים בשיטה שטרם נחשפה לשמירה על צינתם. כדי לקשור תופעות אלה לאגירת אשכים, גנטיקאים ככל הנראה יצטרכו לאחד כוחות עם פיזיולוגים.
"איננו יכולים לסמוך רק על גנטיקה או רק על תיעוד המאובנים בלבד", אומרת הביולוגית החישובית מליסה וילסון סיירס מאוניברסיטת מדינת אריזונה. "הגנומיקה היא עוצמתית, אך עלינו להבין אותה בהתאמה עם היסטוריה טבעית ואנטומיה."
לעת עתה, כולנו נשארים תלויים.
