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为什么有些哺乳动物有阴茎骨? 进化之谜解释

对于雪貂来说,性是一种长期的事情。 总的来说,交配行为可能持续长达三个小时。 幸运的是,对于这个物种的雄性来说,他们正在收拾一把秘密武器来帮助他们完成这项艰巨的任务。 一些现代哺乳动物(包括雪貂,老鼠,狗,甚至猿)的阴茎内都有一块骨头,称为睾丸。

骨头已经发展出不同的形状和大小,从蜂蜜獾的冰淇淋勺形状到黑熊的细长骨质骨。 对于为什么有些种类的雄性哺乳动物在阴茎中进化出骨骼一直有点神秘。 在这方面,人类实际上是不寻常的,因为我们的物种已经失去了矿化骨而不是阴茎尖端的小韧带。

在拥有杆菌的动物中,已经显示具有更宽阴茎骨的雄性可以生育更多的后代。 然而,阴茎骨对男性生育能力的影响究竟是一个难题。

保护尿道

然而, - 使用创新的3D扫描和工程启发的计算机模拟 - 揭示了在食肉动物(包括猫,熊,狗和黄鼠狼的组)中,细菌可以帮助雄性繁殖很长一段时间。 “长期插入”假说表明,当性行为成为一项漫长的努力时,阴茎骨已进化为保护尿道(负责输送精子的管)。

其他研究发现了支持这一观点的混合证据,有些赞成,有些则反对。 在某种程度上,这可能是由于先前被忽略的细菌的重要特征。 阴茎骨骼因形状极其多样而着名,物种通过拥有奇异的尖端,脊和凹槽来区分。 然而,在过去,生物学家只将最基本的指标(骨长度和直径)纳入其细菌功能模型中。

实际上'碰撞测试'阴茎骨

为了解决这种疏忽,我们使用了一种工程师和物理学家更为熟悉的数字建模技术。 在“有限元分析”(FEA)中,3D计算机模型实际上是“碰撞测试”,以便计算物体的强度。 该方法更常用于诸如桥梁或赛车之类的结构,作为预测其性能而不会物理损坏物体的方式。

有限元分析的主要好处是可以将整个三维形状的细菌纳入我们对骨强度的估计中。 我们的研究结果表明,长期饲养的动物的阴茎骨骼通常比快速交配的亲属强壮得多。

file-20180919-158228-iannoa 食肉动物阴茎骨骼的三维有限元模型 - 从上到下:老虎,棕熊,狼,臭鼬。 不按比例。 热色表示区域骨强度高的区域。 冷色调表示骨骼受力较小(更强壮)。 Charlotte A. Brassey

所有的女性在哪里?

以前的研究,包括我们自己的研究,往往更多地关注男性解剖学,排斥女性。 在哺乳动物中,不到四分之一的调查生殖器进化的研究都包括两性。 这种偏见可能部分源于实际问题 - 男性生殖器通常由坐在体外的刚性硬质部分组成,使科学家们更容易学习。 但与更“活跃”的男性结构相比,它也可能反映出女性生殖系统被视为“被动”血管的历史误解。

这意味着我们可能忽视了两性之间的重要互动。 值得庆幸的是,随着新的X射线成像技术和计算机建模的应用,我们对女性生殖器解剖学的认识开始迎头赶上。 我们现在正在扩展我们的研究,包括阴道的大小和形状,并在交配期间捕捉生殖器的活体运动,作为研究动物繁殖的更全面的方法。

, 动物生物学研究员 肌肉骨骼生物学研究员

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