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

Dùng trợ động từ để diễn đạt tình huống quá khứ tiếng Anh (modal perfective)

Chỉ một kết luận logic dựa trên những hiện tượng có đã xảy ra ở quá khứ (nghĩa 2 của must ở phần trên). Chú ý rằng không bao giờ dùng cấu trúc này với nghĩa 1

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.

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)

Mẫu câu tiếng Anh dùng tại hiệu thuốc

Mẫu câu tiếng Anh này sẽ rất hữu ích khi sử dụng tại hiệu thuốc.

Coronary heart disease

Coronary heart disease! Coronary heart disease (CHD) is a narrowing of the small blood vessels that supply blood and oxygen to the heart. CHD is also called coronary artery disease.

Exercise at Work

Taking the stairs when you can, parking further away from the door and walking around the office when you can are good places to start

Ngữ động từ (Verb phrase) trong tiếng Anh

Thường dùng thời hiện tại thường với một số các phó từ chỉ thời gian như today, present day, nowadays,... và với các phó từ chỉ tần suất như: always, sometimes, often, every + thời gian

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.

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

Đại từ trong tiếng Anh

Đại từ tân ngữ đứng ở vị trí tân ngữ, đằng sau động từ ho ặc giới trừ khi giới từ đó mở đầu một mệnh đề mới, Bạn cần phân biệt rõ đại từ tân ngữ với đại từ chủ ngữ

X BODY, TRL enter collaboration to identify therapeutic target epitopes

X BODY has developed an extremely diverse human antibody library and screens it using the company s proprietary Protein Chain Reaction

Cách sử dụng giới từ tiếng Anh

on sale = for sale = có bán, để bán on sale (A.E.)= bán hạ giá = at a discount (B.E) on foot = đi bộ At = ở tại At + số nhà At + thời gian cụ thể At home/ school/ work.

Sexy anorexia Halloween costume controversy

Grefe said that only someone with a sick mind would purchase the costume, likening it to dressing up as a war veteran missing arms and legs or someone afflicted with melanoma

Ebola Virus Infection

Ebola isn’t as contagious as more common viruses like colds, influenza, or measles. It spreads to people by contact with the skin or bodily fluids of an infected animal, like a monkey, chimp, or fruit bat.

Ngữ danh từ (Noun phrase) trong tiếng Anh

Dùng a hoặc an trước một danh từ số ít đếm được. Chúng có nghĩa là một. Chúng được dùng trong câu có tính khái quát hoặc đề cập đến một chủ thể chưa được đề cập t ừ trước.

Khi phó từ tiếng Anh đứng đầu câu để nhấn mạnh

Khi một mệnh đề mở đầu bằng các thành ngữ chỉ nơi chốn hoặc trật t ự thì động từ chính có thể đảo lên chủ ngữ nhưng tuyệt đối không được sử dụng trợ động từ trong trường hợp này

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.

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.

Tân ngữ (complement / object) và các vấn đề liên quan trong tiếng Anh

We regret to inform the passengers that the flight for Washington DC was canceled because of the bad weather.

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

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.

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

Cách dùng much, many, a lot of và lots of, more và most, long và (for) a long time

Many và much dùng nhiều trong câu phủ định và câu nghi vấn, trong câu khẳng định có thể dùng các loại từ khác nhưplenty of, a lot, lots of... để thay thế.

Cấu trúc chung của một câu trong tiếng Anh

Trạng từ là từ hoặc cụm từ chỉ thời gian, địa điểm hoặc cách thức của hành động, Không phải câu nào cũng có trạng từ, Chúng thường là các cụm giới từ

Một số động từ đặc biệt (need, dare, to be, get) trong tiếng Anh

You needn’t apply for a visa to visit France if you hold a EU passport, but if you are not an EU citizen, you mustnT unless you have a visa.