How the human penis lost its spines

2011-10-10 11:19 AM

Humans and chimpanzees share more than 97% of DNA, but there are some fairly obvious differences in appearance, behavior and intellect

Biên tập viên: Trần Tiến Phong

Đánh giá: Trần Trà My, Trần Phương Phương

You've read the headline, and it probably made you giggle. Go ahead. Get it out of your system. Then take a deep breath and consider how evolution affected a few specific body parts, and why.

Humans and chimpanzees share more than 97% of DNA, but there are some fairly obvious differences in appearance, behavior and intellect. Now, scientists are learning more than ever about what makes us uniquely human.

We know that humans have larger brains and, within the brain, a larger angular gyrus, a region associated with abstract concepts. Also, male chimpanzees have smaller penises than humans, and their penises have spines. Not like porcupine needles or anything, but small pointy projections on the surface that basically make the organ bumpy.

Gill Bejerano, a biologist at Stanford University School of Medicine, and colleagues wanted to further investigate why humans and chimpanzees have such differences. They analyzed the genomes of humans and closely related primates and discovered more than 500 regulatory regions -- sequences in the genome responsible for controlling genes -- that chimpanzees and other mammals have, but humans do not. In other words, they are making a list of DNA that has been lost from the human genome during millions of years of evolution. Results from their study are published in the journal Nature.

Think of it like light bulbs and their switches, where the light bulbs are genes and the switches are these controlling DNA sequences. If there's no bulb, the switch can't turn the light on. Now imagine there's one bulb and five switches to turn it on at different times in different places. If you take one of the switches away, the bulb still works in the four other contexts, but not in the fifth.

This study looks at two particular switches. Bejerano and colleagues took the switch information from a chimpanzee's genome and essentially "hooked it up" to a reporter gene, a gene whose effects scientists can track as an organism develops. They injected the reporter gene in a mouse egg to see what the switch would do.

They found that in one case, a switch that had been lost in humans normally turns on an androgen receptor at the sites where sensory whiskers develop on the face and spines develop on the penis. Mice and many other animals have both of these characteristics, and humans do not.

"This switch controls the expression of a key gene that's required for the formation of these structures," said David Kingsley, a study co-author at Stanford University. "If you kill that gene -- smash the lightbulb -- which has been done previously in mouse genetics, the whiskers don't grow as much and the penile spines fail to form at all."

Humans have kept the "light bulb," however -- we have androgen receptors, but ours don't produce whiskers or penile spines, he said. Chimpanzees do have small sensory whiskers, not as externally obvious as in cats or mice, but we don't have them at all.

To sum up: Humans lack a switch in the genome that would "turn on" penile spines and sensory whiskers. But our primate relatives, such as chimpanzees, have the switch, and that's why they differ from us in these two ways.

And humans are somewhat exceptional in this regard -- a lot of male primates have bumpy penises; mice, which are rodents, have them, too.

The basic idea of natural selection is that over many generations, an animal species loses some traits that are disadvantageous to survival or reproduction (or just don't do much, in some cases), and develops features that carry benefits. Traits that allow members of a species to have more children will eventually become more widespread, as they are passed on genetically to more and more offspring. In humans, this process takes place over hundreds of thousands to millions of years. So, there must be a good reason that the guys you know look different.

In fact, speculation abounds about what purpose the spines serve. One theory is that they are used in sperm competition; if the male's goal is to get his mate pregnant, he will want to take out her previous partner's sperm if she's recently had sex. The bumpy penis may be better for removing that sperm from the female, scientists theorize.

There's probably less debate about why humans reap benefits from having larger brains than chimpanzees, Kingsley said.

The other "switch" examined in this study probably has to do with the expansion of brain regions in humans. Kingsley and colleagues believe they have found a place in their genome comparisons where the loss of DNA in humans may have contributed to the gain of neurons in the brain. That is to say, when humans evolved without a particular switch, the absence of that switch allowed the brain to grow further.

The earliest human ancestors probably had sensory whiskers, penile spines and small brains, Kingsley said. Evolutionary events to remove the whiskers and spines and enlarge the brain probably took place after humans and chimpanzees split apart as separate species (Some 5 million to 7 million years ago), but before Neanderthals and humans diverged (about 600,000 years ago), Kingsley said

We know that Neanderthals had big brains like ours. They probably didn't have penile spines, either. There are traces of the Neanderthal genome in humans today, meaning Neanderthals and humans probably mated.

"The fact that Neanderthals were also missing penile spines is at least consistent with the idea that the mating structures of Neanderthals and modern humans were compatible enough that some interbreeding occurred," Kingsley said.

cnn

Bài viết cùng chuyên mục

Cách sử dụng một số cấu trúc P1, P2 tiếng Anh (làm gì, ước muốn)

Hai hành động xảy ra song song cùng một lúc thì hành động thứ hai ở dạng V-ing, hai hành động không tách rời khỏi nhau bởi bất kì dấu phảy nào.

Cách dùng một số trợ động từ hình thái ở thời hiện tại tiếng Anh

Lưu ý rằng khi like được dùng với nghĩa cho là đúng hoặc cho là hay/ khôn ngoan thì bao giờ theo sau cũng là một nguyên thể có to (infinitive).

Các dạng so sánh của tính từ và phó từ trong tiếng Anh

Đối với các tính từ có hậu tố -ed, -ful, -ing, -ish, -ous cũng biến đổi bằng cách thêm more cho dù chúng là tính từ dài hay ngắn (more useful, more boring, more cautious).

Câu phủ định (negation) trong tiếng Anh

Lưu ý rằng các phó từ này không mang nghĩa phủ định hoàn toàn mà mang nghĩa gần như phủ định. Đặc biệt là những từ như barely và scarcely khi đi với những từ

Female condoms range from 'strange' to 'natural'

After a second version of the female condom was approved by the FDA in 2009, HIV/AIDS health campaigns began distributing them

Japan nuclear health risks low, wont blow abroad

Health risks from Japans quake hit nuclear power reactors seem fairly low and winds are likely to carry any contamination out to the Pacific without threatening other nations, experts say

Câu bị động (passive voice) trong tiếng Anh

Đặt by + tân ngữ mới đằng sau tất cả các tân ngữ khác. Nếu sau by là một đại từ vô nhân xưng mang nghĩa người ta: by people, by sb thì bỏ hẳn nó đi.

Ebola virus disease Updated September 2014

The most severely affected countries, Guinea, Sierra Leone and Liberia have very weak health systems, lacking human and infrastructural resources

Sử dụng tiếng Anh V ing, to verb để mở đầu một câu

Thông thường có 6 giới từ đứng trước một V-ing mở đầu cho mệnh đề phụ, đó là: By (bằng cách, bởi), upon, after (sau khi), before (trước khi), while (trong khi), when (khi).

Những động từ tiếng Anh dễ gây nhầm lẫn và đặc biệt

The company had to lay off twenty-five employees because of a production slowdown. o to set in: bó những cái xương gẫy vào

3000 từ tiếng anh thơ lục bát của Giáo sư Ngô Bảo Châu

What time là hỏi mấy giờ, Clear trong, clean sạch, mờ mờ là dim, Gặp ông ta dịch see him, Swim bơi, wade lội, drown chìm chết trôi, Mountain là núi, hill đồi, Valley thung lũng, cây sồi oak tree, Tiền xin đóng học school fee.

Những từ dễ gây nhầm lẫn trong tiếng Anh

Đó là những từ rất dễ gây nhầm lẫn về cách viết, ngữ nghĩa, chính tả hoặc phát âm.

Các cụm từ nối mang tính quan hệ nhân quả trong tiếng Anh

Trong cấu trúc này người ta dùng so that với nghĩa sao cho, để cho. Sau so that phải là một mệnh đề hoàn chỉnh có cả S và V. Động từ ở mệnh đề sau so that phải lùi một thời so với thời của động từ ở mệnh đề chính.

Câu trực tiếp và câu gián tiếp trong tiếng Anh

Đổi chủ ngữ và các đại từ nhân xưng khác trong câu trực tiếp theo chủ ngữ của thành phần thứ nhất.

Avoid Weight Gain After the Wedding

There are a number of theories for why we gain weight after we get married, but it’s always the husband’s fault, or so my female clients tell me

Cách dùng should trong một số trường hợp cụ thể tiếng Anh

That you should speak to him like that is quite astonishing (Cái cách mà anh nói với anh ấy như vậy quả là đáng ngạc nhiên)

Dạng câu hỏi trong tiếng Anh

Trong câu hỏi đuôi, người đặt câu hỏi đưa ra một mệnh đề (mệnh đề chính) nhưng không hoàn toàn chắc chắn về tính đúng / sai của mệnh đề đó, do vậy họ dùng câu hỏi dạng này để kiểm chứng về mệnh đề đưa ra.

Lối nói phụ họa trong tiếng Anh

Khi trong mệnh đề chính có một cụm trợ động từ + động từ, ví dụ will go, should do, has done, have written, must consider, ... thì các trợ động từ trong mệnh đề đó được dùng lại trong mệnh đề phụ.

3500 từ tiếng anh việt thông dụng nhất khi khám chữa bệnh

3500 từ tiếng anh việt thông dụng nhất khi khám chữa bệnh - học tiếng anh!

Câu phức hợp và đại từ quan hệ trong tiếng Anh

Nếu whom làm tân ngữ của một ngữ động từ bao gồm 1 Verb + 1 giới từ thì lối viết chuẩn nhất là đưa giới từ đó lên trước whom.

Survey documents teen condom use and U.S. sexual habits

The findings appear in a special edition of The Journal of Sexual Medicine in the form of nine distinct studies

Bran, soy help cut cholesterol

A control group advised to eat a vegetarian, low-saturated diet but not with the cholesterol lowering foods a saw a slight dip in total cholesterol

Sự hòa hợp giữa chủ ngữ và động từ tiếng Anh

Các cụm từ sau cùng với các danh từ đi theo sau nó tạo nên hiện tường đồng chủ ngữ, Chúng đứng giữa chủ ngữ và động từ, phân tách khỏi 2 thành phần đó bởi dấu phảy

Tính từ và phó từ trong tiếng Anh

Tính từ được chia làm 2 loại là tính từ mô tả (descriptive adjective) và tính từ giới hạn (limiting adjective). Tính từ mô tả là các tính từ chỉ màu sắc, kích cỡ, chất lượng của một vật hay người

Rubella (German Measles or Three-Day Measles)

The number of cases of rubella decreased dramatically in the United States following the introduction of the rubella vaccine in 1969