Эволюция опустившихся семенников у млекопитающих
Млекопитающие — единственные животные, у которых семенники опускаются из места своего происхождения в мошонку . В то же время млекопитающие - единственный класс позвоночных, у которых возникла предстательная железа, начиная с эволюции простаты у однопроходных млекопитающих .
Опускание яичек происходит в разной степени у различных млекопитающих: от практически полного отсутствия изменения положения из брюшной полости ( однопроходные , слоны и даманы ); путем миграции в каудальный конец брюшной полости ( броненосцы , киты , дельфины ); миграция только через брюшную стенку ( ежи , кроты , тюлени ); образование субанальной опухоли ( свиньи , грызуны ); к развитию выраженной мошонки ( приматы , собаки , жвачные животные ) у млекопитающих. [ 1 ]
Поскольку опускание семенников в мошоночный мешок подвергает животное повышенному риску случайного повреждения и/или уязвимости от хищников и соперников, предположительно, у спуска семенников должно быть какое-то эволюционное адаптивное преимущество. Было высказано предположение, что мошонка может выступать в качестве сексуального украшения. [ 2 ] В мошоночном месте яички также подвергаются воздействию пониженной температуры ниже температуры тела. [ 3 ] Было высказано предположение, что он снижает спонтанную частоту мутаций зародышевых клеток. [ 4 ]
Механизм хранения спермы в придатке яичка, способствующий опуску яичек
[ редактировать ]Альтернативное предположение состоит в том, что опуску яичек предшествовала и, возможно, на нее повлияла миграция области хранения спермы из придатка яичка в более прохладное экстраабдоминальное место. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] Эволюционное адаптивное преимущество опускания яичка во внебрюшное положение может быть связано больше с повышенной способностью хранения спермы в придатке яичка при более низких внебрюшных температурах, чем с самим семенником. [ 7 ] Большая емкость хранения спермы в придатке яичка связана с повышенной фертильностью. В этом контексте доля (26% от общего количества) зрелых сперматозоидов, хранящихся внутрибрюшно в однопроходном придатке яичка [ 8 ] значительно меньше, чем доля зрелых сперматозоидов, хранящихся в придатках яичка многих плацентарных млекопитающих (50-75% от общего числа) с опущенными семенниками. [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] Более того, это увеличение количества сперматозоидов в мошонке соответствует эволюции придатков яичка от рептилий к млекопитающим .
Было показано, что механизм, посредством которого хранение спермы в придатках яичка увеличивается при более низких внебрюшных температурах, является следствием биофизики доступности кислорода и окислительного дыхания сперматозоидов. [ 12 ] Температура придатка яичка, где хранится сперма, может быть на 7 °C ниже температуры брюшной полости. При понижении температуры на 7 °С интенсивность дыхания сперматозоидов снижается вдвое, а растворимость кислорода в растворе увеличивается примерно на 10%. [ 12 ] Следовательно, при снижении температуры на 7 °C доступность кислорода удваивается, и, следовательно, в единице объема придаточного протока может храниться вдвое больше сперматозоидов. [ 12 ] Этот увеличенный запас сперматозоидов при более низких внебрюшных температурах связан с повышенной плодовитостью , что обеспечивает эволюционное преимущество для выживания вида. [ 7 ]
В заключение, эволюции опущенных семенников способствовала более низкая внебрюшная температура придатка яичка, что увеличивало доступность кислорода для поддержания и хранения большего количества сперматозоидов. [ 12 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Setchell BP (1978). Яички млекопитающих. Издательство Корнельского университета, Итака, Нью-Йорк.
- ^ Портман, А. (1952). Формы и узоры животных, Faber & Faber, Лондон.
- ^ Мур CR (1923). Об отношении зародышевого эпителия к положению семенника. Анатомические записи 34: 337-358.
- ^ Эренберг Л., фон Эренштейн Г., Хедграм А. (1957). Температура гонад и частота спонтанных мутаций у человека . Природа 180: 1433–1434.
- ^ Хеллер, RE (1929). Новые данные о функции мошонки . Физиология Зоология 2: 9-17.
- ^ Гловер Т.Д. (1973). Аспекты производства спермы у некоторых млекопитающих Восточной Африки . Журнал репродукции и фертильности 35: 45-53.
- ^ Jump up to: а б с Бедфорд Х.М. (1978). Анатомические доказательства того, что придаток яичка является основным двигателем эволюции мошонки . Американский журнал анатомии 152: 483-508.
- ^ Джакев Д. и Джонс Дж.К. (1981). Структурная дифференциация мужских половых протоков ехидны (Tachyglossus aculeatus) . Журнал анатомии 132: 187-202.
- ^ Дотт Х.М. и Скиннер Дж.Д. (1967). Повторная оценка внегонадных резервов сперматозоидов у баранов Саффолка. Журнал сельскохозяйственных наук 69: 293-295.
- ^ Оргебин-Крист MC (1968). Запасы спермы гонад и придатков яичка кролика; Оценка суточной выработки спермы . Журнал репродукции и фертильности 15: 15-25.
- ^ Аманн Р.П., Джонсон Л., Томпсон Д.Л. и Пикетт Б.В. (1976). Суточная продукция сперматозоидов, запасы сперматозоидов в придатках яичка и время прохождения сперматозоидов через придаток яичка макаки-резус . Биология репродукции 15: 586-592.
- ^ Jump up to: а б с д Джакев Д. и Кардулло Р. (1986). Более низкая температура придаточного хвоста облегчает хранение спермы за счет повышения доступности кислорода. Исследование гамет 15: 237-245. Перепечатка доступна у автора.