Kdo měl první penis? Evoluční záhada vyřešena

- Příroda autor: Jan Toman

Víte, co mají společného "vyšší čtyřnožci" – plazi, ptáci a savci? Není toho málo. Předně jsou na rozdíl od "polovičatých" obojživelníků velmi dobře přizpůsobení životu na souši. Mohou za to zejména důmyslně stavěná vajíčka, uvnitř kterých je vyvíjející se zárodek chráněn třemi blanitými obaly. Podle jednoho z těchto obalů dokonce dostala skupina své jméno – Amniota neboli blanatí obratlovci. A že savci žádná vajíčka nemají? Nevadí. Stejné blány chránící zárodek zůstaly zachovány i u člověka a jeho příbuzných.

Díky tomuto přísně vyhlížejícímu plazovi víme, jak to je s penisy

Díky tomuto přísně vyhlížejícímu plazovi víme, jak to je s penisy,zdroj: ThinkStock

S definitivním přechodem obratlovců na souš ale úzce souvisí i nutnost přímého oplození samičky. Zatímco ve vodě stačí spermie vypustit a ty už si podle chemických signálů vyhledají vajíčka samy, na souši by takové vnější oplození skončilo fiaskem.

Bylo třeba vyvinout nové způsoby vnitřního oplození pomocí orgánů, které spermie dopraví přímo do těla samičky.

Různé variace na téma samčího erektilního orgánu jsou mezi blanatými obratlovci neuvěřitelně bohaté. Nejen že se penisy různých skupin liší délkou, objemem a tvarem, ale někdy i počtem.

Není žádným tajemstvím, že samci ještěrů a hadů oplývají dvěma hemipenisy, zatímco u některých skupin ptáků je tento pohlavní orgán redukovaný na minimum. U celé řady druhů navíc není vnitřní kanál zcela uzavřený. Nehledě na haterie, velmi starobylou linii plazů, kterým penis chybí úplně.

Zkrátka, dlouhou dobu zůstávalo otázkou, jestli vlastně u různých skupin jde o stejný orgán. Jinými slovy, zda se penisem oháněl už společný předek plazů, ptáků a savců, nebo jestli se erektilní samčí orgány vyvinuly několikrát nezávisle na sobě.

Právě hatériím se rozhodla podívat na "zoubek" trojice floridských embryologů. Pokud by se ukázalo, že tyto "živoucí fosilie" vytvářejí v raných fázích embryonálního vývoje alespoň základy penisu, svědčilo by to ve prospěch společného původu tohoto orgánu u všech blanatých obratlovců. V takovém případě by hatérie došly jen o krok dál než ptáci s výrazně redukovaným penisem.

Pokud by ale u mladých hatérií nebylo po penisu ani stopy, několikanásobný nezávislý vznik pohlavního orgánu by byl pravděpodobnější.

Plán zněl sice jasně, ale narazil na krutou realitu. Hatérie jsou přísně chráněným druhem, obývají jen některé oblasti Nového Zélandu a jejich populace nepřekračuje 50 tisíc jedinců. Není možné jen tak nějaká vajíčka odvézt, usmrtit a v klidu prostudovat.

Naštěstí se ale několik embryí nachází roztroušeno po muzejních sbírkách. Výzkumníci exponáty pečlivě prohledali, až narazili na vhodný exemplář. Zárodek rozřezali, naskenovali a trojrozměrný model prozkoumali na počítači.

Hned na první pohled si všimli nápadných pupenů v oblasti kloaky. Stavební základy penisu nemohly být jasnější. Pozice a struktura těchto ztluštěnin dokonce umožnily srovnání s podobnými vývojovými stádii jiných obratlovců.

Podle všech dostupných indicií se zdá, že předek hatérií a s velkou pravděpodobností i předek všech blanatých obratlovců oplýval jednoduchým penisem srůstajícím ze dvou polovin. Všechny ostatní možnosti jsou až odvozené.

Chyba při splynutí těchto polovin zřejmě vedla k dvojitému hemipenisu, jejich důkladné propojení k uzavřenému savčímu orgánu a redukce ke stavu u některých ptáků a hatérií.

Zdroj: TJ Sanger, ML Gredler & MJ Cohn (2015): Resurrecting embryos of the tuatara, Sphenodon punctatus, to resolve vertebrate phallus evolution. Biology Letters, 11(10).

Tagy: evoluce zvířata a příroda evoluční biologie

Zdroje: Vlastní