ネズミとヘビをひっくり返して生殖器を探してみると、動物界の生殖器の多様性が理解できるでしょう。オスのマウスには尾の近くに小さな棘がちりばめられたペニスがあり、メスのマウスには膣があります。しかし、オスのヘビは体の中央近くにヘミペーンと呼ばれる一対のペニスを持っており、セックスの際には片方のペニスをメスの万能開口部に挿入します。
新しい研究によると、ネズミとヘビの異なる場所に生殖器が見つかるのには十分な理由があるという。発生の初期段階では、ヘビの生殖器は実際には、後ろ足を生み出す痕跡組織から生じます。 (ヘビ手足を失った一方、哺乳類の生殖結節（最終的に陰茎または陰核となる部分）は、尾芽組織に由来します。
この調査結果は、11月5日に雑誌に掲載された。ジャーナルネイチャー、爬虫類と哺乳類の非常に異なる出発組織から外生殖器がどのようにして生じたのかを明らかにします。
この研究を主導したハーバード大学医学部の博士研究員パトリック・チョップ氏は、「手足と生殖器が共進化した可能性があるという示唆は常にあった」と述べた。 「動物が乾燥した環境に移行したとき、2つのことを変える必要がありました。」
まず、数億年前に陸上に這い上がった初期の動物は、移動できるようにヒレから手足を進化させる必要があったとチョップ氏はライブサイエンスに語った。第二に、生き物は卵を保護し、乾燥を防ぐ方法を見つけなければなりませんでした。彼らはさらに過酷な環境に直面しており、もはや卵子と精子をただ水中に放出することはできませんでした。自然の解決策は体内受精、つまり雄から雌への直接授精でした。外性器。
Tschopp らは、マウス、ニワトリ、トカゲ、ヘビの外性器の系統を追跡することにしました。彼らはこれを注射によって行いました蛍光染料これは、最終的に尿路や腸管に発達する一時的な構造である胎児の総排出腔をマークするためです。研究者らは、胚の性別がまだ決定される前の発生の初期段階で、総排出腔が隣接する細胞や組織に外生殖器の形成を指示する信号を発していたということを発見した。ヘビや爬虫類の場合、総排出腔は後肢の近くにあるため、生殖器はそこから発達し始めます。マウスや鳥の場合、総排出腔は尾芽の近くにあり、そこが生殖器の終点となります。
その後、研究者たちは研究結果を室内実験で検証しました。彼らは、ヘビや爬虫類の総排出腔の位置に近くなるように、ニワトリの胚の総排出腔を人為的に誤った位置に配置した。したがって、周囲の細胞はあたかも生殖器であるかのように反応し始めました。
「これは、生殖器の非常に急速かつ多様な進化という、すでに知られている一般的なパターンに当てはまります」と、この研究には関与していないオランダのナチュラリス生物多様性センターの生物学者メンノ・シルトハイゼン氏は述べた。
多くの種では、さまざまな器官が性のために利用されており、それらの器官の形状と機能は非常に急速に進化する可能性があります。例えば、ダニは小さいかもしれないが、精子を移すための非常に多様な方法を持っているとシルトハイゼン氏は述べた。ペニスが発達した人もいます。しかし、顎を使って精子を仲間に渡す人もいます。一部のダニは単に精子パッケージを生成し、メスが自由に摂取できるようにそれを床に置いておくだけです。
「もちろん、器官自体について、また器官が進化の過程でどのように見え、どのように形状が変化するかについて、私たちは多くのことを知っています」と、最近生殖器の進化についての本を書いたシルトハイゼン氏は述べた。自然の冥界。 「彼らがたどる発達経路については、あまりわかっていません。」
シルトハイゼン氏によると、この研究は実際に、さまざまな種類の細胞がどのようにして生殖器になるのかを明らかにしているという。
研究著者らは、今回の発見は進化における「深い相同性」の一例も示していると述べた。
「2つの異なる生物で見つかった構造は、その構造のバージョンを持つ共通の祖先から受け継がれた場合、その構造は『相同』である」と研究研究者でハーバード大学医学部遺伝学教授のクリフォード・タビン氏は述べた。