Najtrudniejszą częścią badania anatomii rozrodczej ssaków morskich przy użyciu organów pobranych od zmarłych zwierząt jest to, że nie mogą one uzyskać erekcji w prosty sposób.
Napompowanie ludzkich penisów pośmiertnie jest stosunkowo trywialnym wyczynem, mówi Diane Kelly, asystentka profesora na Uniwersytecie Massachusetts i ekspertka od pompowania penisów. Jak większość ssaków, ludzkie penisy są głównie mięsiste, z dużą ilością przestrzeni naczyniowej, do której wpływa krew, aby usztywnić zwiotczałą strukturę ciśnieniem turgorowym. Ale penisy wielorybów i delfinów są o wiele twardsze – dosłownie.
„To faktycznie prawdziwe wyzwanie, aby sztucznie nadmuchać penisy waleni,” powiedziała mi. Tak, rozmiar utrudnia sprawę – potrzeba o wiele więcej soli, aby wypełnić dużego penisa niż małego – ale to coś więcej. „Mają to, co nazywa się 'fibroelastyczny’ penis,” wyjaśniła, co oznacza, że ich tkanka prącia zawiera „dużo kolagenu, i to sprawia, że penis, nawet gdy zwiotczały, bardzo sztywny i mniej rozciągliwy.”
Znalezienie sposobu na obejście tego trudnego problemu jest dużą częścią tego, dlaczego Dara Orbach i Patricia Brennan przyniósł Kelly na projekt. Cel: wykonać pierwsze trójwymiarowe skany tomograficzne symulowanego stosunku płciowego jakiegokolwiek gatunku ssaka morskiego przy użyciu prawdziwych, pośmiertnych genitaliów – skany, które właśnie zostały opublikowane w Proceedings of the Royal Society B.
Orbach, pracownik podoktorski na Uniwersytecie Dalhousie i współpracownik naukowy w Mount Holyoke College, miała gotowe pochwy. Wiedziała już, że pochwy ssaków morskich są o wiele bardziej złożone, niż ktokolwiek dał im kredyt na – wiele labiryntowych kieszeni, fałdy i skręty, które Orbach podejrzewa może pomóc samice kontrolować ojcostwo. „Ale kiedy zacząłem badać coraz więcej dróg rodnych i patrzeć na ten niesamowity poziom zmienności pochwy, który nigdy wcześniej nie został udokumentowany, zdałem sobie sprawę, że to prawdopodobnie w jakiś sposób koewoluowało z penisem”, powiedział Orbach. Oznaczało to, że aby zrozumieć pochwy zwierząt, potrzebowała ich odpowiednich penisów, aby zobaczyć, jak pasują do siebie podczas stosunku.
Orbach zwróciła się do Brennan, eksperta genitaliów w Mount Holyoke College, znanej z pracy nad kaczkami (i ich przerażającymi penisami), i razem, z pistoletem do klejenia i silikonem, stworzyli modele zwane „endocastami” pochwy z kolekcji Orbach 140 zamrożonych genitaliów ssaków morskich (wszystkie zebrane od zwierząt, które zmarły z przyczyn naturalnych). Następnie sprowadzili Kelly, aby wykorzystać jej doświadczenie w pompowaniu prącia.
„Większość z tego, co zrobiłam, to naprawdę małe rzeczy – pancerniki, szczury i myszy, nornice i inne małe rzeczy – gdzie wystarczy mała strzykawka i odrobina ciśnienia, a morfologia wzwodu jest uzyskiwana bardzo szybko” – wyjaśniła Kelly. Walenie były „zupełnie inną sprawą.”
„Nie mówimy o wielkości dłoni – mówimy o wielkości ramienia, w zależności od gatunku”, dodał Orbach („Zrobiliśmy wieloryba zabójcę, który był większy niż stół”). Tak więc nadmuchiwanie członków ssaków morskich wymagało kreatywności. Po kilku wstępnych zmaganiach (ucząc się na własnej skórze, że plastikowe karafki nie są odporne na ciśnienie, na przykład), ostatecznym projektem Kelly była używana beczka po piwie za 35 dolarów wypełniona solą fizjologiczną i zmodyfikowana tak, aby umożliwić jej wpompowanie azotu w celu uzyskania optymalnego ciśnienia wtrysku. „To załatwiło sprawę”, powiedziała.
Po przepompowaniu pełnego płynu, penisy zostały związane i namoczone w formalinie, aby upewnić się, że zachowają swój nabrzmiały kształt. Następnie, nadszedł czas, aby dokonać magii. „Patrząc na kształt endocastów pochwy i kształt penisa, byliśmy w stanie określić, który z nich, jak sądziliśmy, będzie do najlepszej możliwej kopulacji”, wyjaśnił Orbach. „Następnie umieściliśmy nadmuchane penisy wewnątrz pochwy, zszyliśmy je razem, namoczyliśmy je w jodynie, więc byłyby dość dobrze zabarwione, a następnie zrobił C.T. skany z nich, aby spojrzeć na to, jak pasują do siebie.”
Wyniki – dzięki radiologowi Mauricio Solano – są wręcz olśniewające.
W sumie udało im się zasymulować stosunek płciowy dla czterech gatunków ssaków morskich: morświnów (Phocoena phocoena), delfinów butlonosych (Tursiops truncatus), delfinów zwyczajnych krótkodziobych (Delphinus delphis) i fok portowych (Phoca vitulina) – były to jedyne gatunki, dla których posiadali wysokiej jakości męskie i żeńskie narządy rozrodcze (niestety, nie mieli nienaruszonej pochwy orki, aby sparować ją z większym niż stół penisem). Byli również w stanie stworzyć cyfrowe modele 3D penisów i pochwy i symulować różne obroty i pozycje w celu określenia najgłębszej penetracji możliwe.
Różnice w anatomii reprodukcyjnej między gatunkami były imponujące. Morświny, mimo że są najmniejszym gatunkiem pod względem wielkości ciała, miały największe penisy. „Wyprostowany penis morświna sięga do jego podbródka – lub, gdzie jego podbródek byłby, gdyby nie był ssakiem morskim,” powiedział Kelly. A ich pochwy są najbardziej złożone z czterech, z „całą masę fałd spirali” Orbach wyjaśnił, „które po prostu zachować skręca wokół … trochę jak korkociąg.”
Ale naprawdę fascynującą częścią było to, że skany ujawniły, jak złożoność pochwy może ograniczyć penetrację prącia. „To potwierdziło, że istnieje ta antagonistyczna koewolucja,” powiedział Orbach. To sugeruje, że fałdy pozwalają zwierzętom kontrolować ojcostwo, chociaż dalsze analizy będą potrzebne do potwierdzenia tej hipotezy.
Gdy przychodzi do tego, wiemy bardzo mało o kryciu ssaków morskich, zwłaszcza waleni. Obserwowaliśmy delfiny butlonose, które dochodziły do siebie w niewoli i na wolności, ale nie ma sposobu, aby łatwo zobrazować to, co dzieje się wewnętrznie podczas kopulacji. Nie możemy po prostu flash freeze fornicating delfiny zbadać, gdzie wszystko jest podczas stosunku, jak naukowcy zrobili z małych jaszczurek.
Nawet zaloty i zachowania godowe są tylko powierzchownie zrozumiałe. W większości gatunków ssaków morskich, matings nigdy nie były obserwowane, ponieważ występują one pod wodą i w odległych miejscach. W przypadku tych gatunków, które obserwowaliśmy, takich jak delfiny butlonose, nadal pozostaje wiele pytań bez odpowiedzi. W niektórych miejscach samce delfinów butlonosych tworzą koalicje, aby odizolować samice i wymusić krycie – czasami porywając samice na wiele tygodni – ale nie wiadomo, czy jest to powszechne zachowanie we wszystkich stadach na całym świecie, nie mówiąc już o tym, czy podobne zachowania występują regularnie u innych gatunków. Jeśli agresywne systemy kojarzenia są powszechne, to miałoby sens, aby takie konflikty seksualne były odzwierciedlone w morfologii genitaliów zwierząt.
I to wydaje się być to, co Orbach, Brennan i Kelly znaleźli na podstawie swoich danych dotyczących rekonstrukcji kopulacji. „Jeśli samica nie chce kopulować z samcem, może być w stanie subtelnie przesunąć swoje ciało lekko w lewo lub w prawo, tak że penis nie jest pod optymalnym kątem, co oznacza, że zostanie złapany w jednym z tych fałdów pochwy wcześniej, więc wtedy, gdy plemniki są wytryskiwane, będą miały dłuższą drogę do przebycia, aby zapłodnić jajo” – wyjaśnia Orbach. „Więc przez subtelne pozycjonowanie ciała, samica może być w stanie kontrolować, które samce są bardziej lub mniej prawdopodobne do zapłodnienia.”
Trójka ma nadzieję spojrzeć na więcej gatunków, w tym różnych kopytnych – dalekich kuzynów wielorybów i delfinów. „Miałem okazję dokonać sekcji penisa hipopotama jakiś czas temu i to było niesamowite, jak bardzo przypominał on wieloryba płetwala” – wspomina Orbach. „Jestem bardzo ciekawy, jak różne środowiska wpłynęły na morfologię penisa, a ile odnosi się do wspólnej historii, ponieważ w większości zwierząt wiemy, że genitalia są jednym z najbardziej szybko ewoluujących cech.”
Rozważają również wykorzystanie endocastów do biomimetic pochwy – w zasadzie światła ciała dla delfinów i innych gatunków morskich – aby mieć nadzieję na poprawę procedur sztucznego zapłodnienia. Hodowle w niewoli mogą pomóc zwiększyć zmniejszające się liczby dla zagrożonych lub zagrożonych gatunków, a sztuczne zapłodnienie jest czasami potrzebne, aby zapewnić zwierzętom rozmnażać się bezpiecznie i w sposób, który zwiększa różnorodność genetyczną. „Coś, co naśladowałoby prawdziwą pochwę, pod względem posiadania pewnych struktur, które dotykają penisa lub są bardziej naturalne, być może mogłoby wywołać ejakulat lepszej jakości.”
Jedna rzecz jest pewna – zespół jest daleki od zakończenia pracy z organami rozrodczymi dużych ssaków. „Jest to pierwszy krok w tym, co, miejmy nadzieję, będzie dość długi program badawczy”, powiedział Kelly, uśmiechając się.
.