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单个基因解释了公鸡是如何失去它的阴茎的 (Single Gene Explains How the Rooster Lost His Penis)

揭开鸡阴茎发育的迷人秘密,以及 Bmp4 基因如何影响禽类生殖系统。立即探索更多!

作者:Carrie Arnold
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在鸟类的“更衣室”里,情况有些尴尬。尽管像鸭子这样的水禽可以昂首挺胸地展示它们,但公鸡——这个阳刚的象征——可能总是紧紧地裹着毛巾。与它们那在水中如鱼得水的同类不同,公鸡的阴茎却小得可怜。

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鉴于鸡在农业上的重要性,科学家们很早就知道,像 97% 的鸟类一样,公鸡没有显著的阴茎——至少没有大到足以将精液输送到雌性生殖道深处。今天发表在《Current Biology》上的一项新研究发现,一个基因的活动足以在胚胎发育过程中“肢解”掉鸡的阴茎。

佛罗里达大学生物学家 Martin Cohn 和他的同事们试图通过研究鸡的胚胎发育,并将其与水禽、鸸鹋和鳄鱼的胚胎发育进行比较,来解开鸡阴茎缺失的谜团。先前的研究侧重于哺乳动物阴茎的生长和发育,Cohn 认为相同的基因可能也作用于我们这些羽毛朋友。

研究人员将重点放在了骨形态发生蛋白 4 (Bmp4) 上,其他研究表明该蛋白在多种物种的早期胚胎发育中具有活性。在发育的早期,鸡和鸭的雄性生殖器看起来很相似——两者都会形成一个称为生殖乳头的小肿块,阴茎就是从这里发育出来的。然而,研究人员发现,鸭子的阴茎在发育第 9 天后继续生长,而鸡的阴茎则停止生长,然后开始萎缩。

对鸡的生殖乳头进行染色后,发现了细胞凋亡的增加。Cohn 和同事随后测量了 Bmp4 以及几种相关基因的表达。在发育中的小鸡中,研究人员发现生殖乳头的整个长度都有高水平的 Bmp4 表达。而在鸭子中,Bmp4 仅在生殖乳头的基部活跃。

当研究人员抑制发育中的鸡阴茎的 Bmp4 表达时,生殖乳头并没有像正常发育那样消失——它继续发育,就像在鸭子身上一样。当 Cohn 和同事在鸭子身上开启这个基因时,生殖乳头的细胞开始凋亡,类似于发生在鸡身上的情况。进一步的基因分析表明,阴茎的 Bmp4 活化是在鸡与水禽分化后才出现的。这些结果与其他研究一致,表明 Bmp4 在鸟类的进化和多样化中起着至关重要的作用,因为它已被证明会影响喙的大小、羽毛和无齿。

那么,如果公鸡没有阴茎,鸡是怎么进行交配的呢?(我听说好奇的人们想知道)。它们使用所谓的“泄殖腔之吻”,即雄鸡和雌鸡将它们的泄殖腔开口压在一起,完成精子转移。对我们哺乳动物来说,这听起来可能很奇怪——但对于鸟类来说,这是一种已经存在了数百万年的繁殖系统。

图片来自 Kemeo via Shutterstock

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