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 to say, to tell trong tiếng Anh

To tell cũng thường có tân ngữ trực tiếp, luôn dùng to tell khi nói đến các danh từ sau đây, cho dù có tân ngữ gián tiếp hay không.

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.

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.

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.

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).

Mẫu câu tiếng Anh sử dụng tại phòng khám mắt

Nếu cần phải đi khám mắt, những mẫu câu sau đây là rất hữu ích để sử dụng.

Từ vựng Anh Việt về bệnh và vấn đề sức khỏe

Một số từ tiếng Anh liên quan đến sức khỏe, tên các loại bệnh và các vấn đề sức khỏe thuờng gặp trong cuộc sống.

Các trợ động từ (Modal Auxiliaries) tiếng Anh

Các từ đặt trong ngoặc là các động từ bán hình thái. Chúng có vai trò và ý nghĩa giống như các trợ động từ hình thái nhưng về ngữ pháp thì không giống, bởi vì chúng biến đổ i theo ngôi và số

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

Lối nói bao hàm (inclusive) trong tiếng Anh

Không được nhầm thành ngữ này với as well as của hiện tượng đồng chủ ngữ mang nghĩa cùng với.

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

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.

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

Câu điều kiện trong tiếng Anh

Câu điều kiện không có thực dùng để diễn tả một hành động hoặc một trạng thái sẽ xảy ra hoặc đã có thể xảy ra nếu như tình huống được đặt ra trong câu khác với thực tế đang xảy ra hoặc đã xảy ra

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.

Danh từ dùng làm tính từ và các dùng Enough

Các danh từ đóng vai trò của tính từ luôn luôn ở dạng số ít, cho dù danh từ được chúng bổ nghĩa có thể ở dạng số nhiều (trừ một vài trường hợp cá biệt: a sports car, small-claims court, a no-frills store...).

Studies show dark chapter of medical research

Research from Wellesley College professor Susan Reverby has uncovered evidence of an experiment in Guatemala that infected people

Alcohol and Weight Gain

Having a full glass of water between alcoholic drinks can both help you avoid drinking too much and keep you hydrated. That may help avoid a hangover the next day

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

Sử dụng to know, to know how trong tiếng Anh

Đằng sau to know how cũng có thể dùng một mệnh đề để diễn đạt khả năng hoặc sự bắt buộc. At a glance, she knew how she could solve this math problem.

Sử dụng that trong tiếng Anh ngoài mệnh đề quan hệ

The Major declared that on June the first he would announce the result of the search and that he would never overlook the crime punishment.

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

Mệnh đề thể hiện sự nhượng bộ trong tiếng Anh

Although he has a physical handicap, he has become a successíul businessman. Jane will be admitted to the university even though she has bad grades.

Mẫu câu tiếng Anh về sức khỏe

Một số mẫu câu tiếng Anh rất hữu ích nói về sức khỏe, khi khám chữa bệnh.