Самки сеноедов дважды обзавелись «пенисами» в процессе эволюции
В небольшом семействе пещерных насекомых cеноедов самки обзавелись «пенисами», а самцы «влагалищами», причем это случилось независимо дважды в разных родах. Исследователи предполагают, что самки отрастили «пенисы», часто еще и снабженные крючками и шипами, из-за того, что в пещере так мало пищи, что питательные вещества, содержащиеся в сперме самца оказываются жизненно необходимыми для самки и ее потомства. Исследование опубликовано в журнале The Royal Society.
Структуры, необходимые для переноса спермы, по-разному развивались в мире животных, но почти всегда они развиваются именно у самцов. Насекомые из семейства Сеноеды (Prionoglarididae), живущие в пещерах, представляют собой любопытное исключение. У самок родов Afrotrogla и Neotrogla есть орган, похожий на пенис, который самка вводит в специальное углубление на брюшке самца, напоминающее влагалище, во время спаривания. Своим «пенисом», который называется гиносома, самка втягивает сперму самца.
Энтомолог Казунори Йошизава (Kazunori Yoshizawa) из университета Хоккайдо с коллегами из Японии, Бразилии и Швейцарии, впервые описавшие строение гениталий и процесс спаривания у сеноедов несколько лет назад, занялись изучением эволюции группы. В этом исследовании ученые провели первый филогенетический анализ группы из трех родов на основе шести маркеров генов, два из которых были геномными и четыре митохондриальными.
Роды Sensitibilla и Afrotrogla, живущие на юге Африке, оказались в близком родстве. Отдельно от них находился южноамериканский род Neotrogla. При этом хорошо развитый выступающий «пенис» есть у самок Afrotrogla и Neotrogla, а у самок Sensitibilla есть только небольшой валик, в то время как у самцов есть обычный пенис. Это означает, что либо гиносома возникла в этих родах независимо, либо уменьшилась вторично в роде Sensitibilla.
Авторы считают, что изначально у самок в семействе не было гиносом, как у Sensitibilla, и они появились вторично. В пользу этого говорят как генетические данные, так и сильные различия в морфологии гиносом у Afrotrogla и Neotrogla. У Afrotrogla гиносома тонкостенная и несет пару боковых склеротизированных выростов, а у Neotrogla полностью склеротизирована на конце, а у основания тонкостенная и раздувающаяся. Внутри рода Neotrogla формы женских и мужских гениталий очень разнообразны, при этом выростам на «пенисе» самок соответсвуют углубления и карманы на стенках «влагалища» самцов. Такие выросты не позволяют самцу сбежать в процессе спаривания, крючки и шипы надежно удерживают его. Наличие выростов и шипов на гиносомах и соответствующих углублений на гениталиях самцов является первичным признаком, а потеря выростов у самок и карманов у самцов, как у Neotrogla truncata, судя по всему, появилось вторично.
Сеноеды живут в пещерах, где пищи очень мало, и возможно, самки усваивают питательные вещества, содержащиеся в сперме самца, они оказываются необходимыми для того чтобы вырастить потомство, а возможно и выжить самой. Было замечено, что самки спариваются много раз с разными самцами, в чем совершенно нет необходимости для оплодотворения. Детальная морфология и работа гениталий сеноедов до сих пор не изучена и может преподнести новые сюрпризы в будущем.
Обратная картина появления пенисов наблюдается у амниот. Не смотря на разнообразие форм, у пенисов всех высших позвоночных оказалось общее происхождение. Больше информации по теме в нашем блоге «Эволюция пениса».
Александра Кочеткова
Эти эффекты зависели от пола
Американские исследователи выяснили, что прием каннабидиола беременными мышами связан с нарушениями термической болевой чувствительности, способности к решению задач и возбудимости префронтальной коры мозга у их потомства, причем эти эффекты зависят от пола. Отчет о работе опубликован в журнале Molecular Psychiatry. В странах, где препараты конопли разрешены для медицинского или рекреационного применения, некоторые беременные женщины принимают каннабидиол (второй по количеству каннабиноид после тетрагидроканнабинола) в чистом виде или в составе медицинской марихуаны для борьбы с тошнотой, считая, что это безопасно. При этом каннабидиол, не обладающий психоактивными свойствами, проникает через гематоплацентарный барьер и связывается с многими рецепторами, принимающими участие в развитии мозга, в том числе серотониновыми 5-HT1A, термочувствительными ваниллоидными TRPV1 и калиевыми каналами Kv7. Возможные последствия этого для потомства остаются малоизученными. Чтобы разобраться в этом вопросе, сотрудники из Университета Колорадо под руководством Эмили Энн Бейтс (Emily Anne Bates) вводили внутрижелудочно мышам с пятого дня беременности (примерно конец первого триместра) до родов 50 миллиграмм каннабидиола (высокая доза) в подсолнечном масле на килограмм массы тела ежедневно. Животные из контрольной группы получали только подсолнечное масло. На продолжительность беременности, набор массы тела в течение нее, размер и пол помета прием препарата не влиял. Он и его метаболиты полностью вывелись из плазмы мышат на восьмой день от рождения. Подошвенный тест на аппарате Харгиривза в возрасте 11 недель показал, что после внутриутробного воздействия каннабидиола у потомства мужского, но не женского пола значительно (p = 4,99 × 10-8) понижен порог термической болевой чувствительности. При нокауте гена TRPV1 он не изменялся, а значит, эффект связан именно с этими рецепторами. По данным тестов с темно-светлой камерой и различными лабиринтами, прием каннабидиола во время беременности не влиял на уровень тревожности, компульсивность и пространственную память потомства. В экспериментах с клетками-головоломками выяснилось, что после такого воздействия самки, но не самцы медленнее (p = 0,02) справляются с решением задач, что, вероятно, связано с гиперактивацией 5-HT1A-рецепторов. Электрофизиологическое исследование в возрасте 14–21 дня показало, что у таких самок повышен (p = 0,00007) порог запуска потенциала действия (то есть снижена возбудимость) Kv7-положительных пирамидных нейронов слоя 2/3 префронтальной коры, отвечающей за обучение и исполнительные функции. Плотность, размеры и морфология дендритных шипиков этих клеток затронуты не были, однако амплитуда возбуждающих потенциалов, вызванных активацией глутаматных AMPA-рецепторов, оказалась существенно снижена (p = 0,0009). У самцов подобных изменений не наблюдалось. Полученные данные свидетельствуют о том, что ежедневный прием высоких доз каннабидиола на протяжении последних двух триместров беременности мышами вызывает изменения физиологии нейронов и развития нервной системы у потомства, что в дальнейшем проявляется сенсорными и поведенческими расстройствами, причем эти эффекты зависят от пола животных. Авторы работы намерены уточнить, как на них влияют доза препарата и его прием в отдельные периоды беременности. В 2022 году канадские исследователи сообщили, что около двух процентов их беременных соотечественниц употребляют марихуану, причем это коррелирует с повышенным риском преждевременных родов, низкой массы ребенка при рождении, недостаточным или избыточным весом для гестационного возраста, любых врожденных аномалий, кесарева сечения и гестационного диабета.
