Jak to robią kaczki

Jakiś czas temu w PLOS One ukazała się praca, która wywołała żywe reakcje na blogach zgrupowanych w scienceblogs.com i zainspirowała wielu dziennikarzy naukowych. Ale w Polsce chyba mało kto o niej pisał. Praca zatytułowana jest „Koewolucja morfologii męskich i żeńskich genitaliów u kaczkowatych”. Uwaga, będą zdjęcia.

Przeważająca większość ptaków nie ma penisów. Kaczkowate są pod tym względem wyjątkiem. Ich penisy powstają przez wynicowanie ściany kloaki, a kiedy nie są używane, leżą zwinięte we wnętrzu ptaka, skąd są wysuwane podczas erekcji. Nasienie wędruje rynienką położoną na zewnątrz narządu. Genitalia samców mogą przybierać bardzo różne formy w zależności od gatunku. Długość waha się od 1,5 do 40 cm, a dodatkowo wraz z nią zwykle wzrasta skomplikowanie – na powierzchni mogą się znajdować różne nierówności.

Czasem pojawiały się hipotezy, że skomplikowana budowa genitaliów kaczorów związana jest z ochroną spermy przed działaniem wody lub ułatwieniem kopulacji podczas pływania. Większość prac na ten temat skupiała się jednak na zależnościach między strategiami reprodukcyjnymi samców, a budową ich genitaliów. U różnych gatunków wygląda to różnie, ale większość z nich korzysta z mieszanki dwóch strategii. Pierwsza to poprzedzone zalotami wiązanie się w pary. Poza tym kaczorom (i samotnym, i związanym) zdarza się zmuszać do kopulacji inne samice. Stwierdzono, że im więcej w danym gatunku wymuszonych kopulacji poza parą, tym bardziej skomplikowane genitalia mają samce. Zatem naukowcy przyjęli, że rozmiar i skomplikowana powierzchnia penisa wyewoluowały w ramach wyścigu zbrojeń z innymi samcami, ponieważ umożliwiają usunięcie z genitaliów samicy spermy konkurentów lub złożenie własnej jak najbliżej miejsca zapłodnienia.

I pewnie wszyscy zgodziliby się z tą teorią, gdyby nie pewna badaczka – niektórzy twierdzą, że to pierwsza kobieta zajmująca się tą dziedziną nauki o kaczkach. Patricia Brennan zainteresowała się genitaliami samic. Dotychczas wszystkie opisane samice ptaków miały proste genitalia. Ale u kaczek sytuacja wygląda zupełnie inaczej.

Na obrazku widać genitalia różnych gatunków kaczek. Znacznik wielkości = 2 cm, ] = penis, * = jądra, ★ = umięśniona podstawa penisa, ▹ = górna i dolna granica pochwy. (A) kamieniuszka (Histrionicus histrionicus) i (B) gęś łabędzionosa (Anser cygnoides), u których nie występują wymuszone kopulacje, penisy samców są krótkie, a genitalia samic mało skomplikowane, oraz (C) lodówka (Clangula hyemalis) i (D) krzyżówka (Anas platyrhynchos), u których często występują wymuszone kopulacje, a samce mają długie penisy. I jak się okazuje, samice mają bardzo rozbudowaną pochwę.

Podczas, gdy narządy samców są skręcone spiralnie w kierunku przeciwnym do ruchu wzkazówek zegara, genitalia samic tworzą spiralę biegnącą w przeciwną stronę. Poza tym samice mają zakręty, uchyłki i kieszonki, które – sądząc po zawartości – nie służą do przechowywania spermy (uchyłki pełniące taką funkcję znajdują się dalej od kloaki, a bliżej macicy). Naukowcy uważają, że te kieszonki służą do hamowania pełnej erekcji i wniknięcia penisa zbyt głęboko, a być może również umożliwiają samicy pozbycie się nasienia niepożądanego samca.

Patricia Brennan i jej współpracownicy wykluczają hipotezę, że taka skomplikowana budowa ma chronić samicę przed dostaniem się wody do środka, ponieważ pojawia się ona tylko u niektórych kaczkowatych, i nie opisano jej u krokodyli, które też kopulują pod wodą. Twierdzą również, że nie chodzi o ewolucję tak, aby narządy samców i samic do siebie pasowały – przecież skręcają w przeciwne strony. Uważają natomiast, że wszystkie te skomplikowane kieszonki i zakręty wyewoluowały nie w wyniku konkurencji między samcami, ale w wojnie płci, w której samice bronią się przed zapłodnieniem w wyniku wymuszonej kopulacji. Być może jest to jeden z mechanizmów, który powoduje, że wymuszona kopulacja u kaczkowatych ma raczej niską skuteczność, co wykazały już wcześniejsze badania.

Zabawne, że dopiero kobieta zwróciła uwagę na ten aspekt sprawy…