Puzzelen met genitaliën: Amerikaanse onderzoekster ontleedt dolfijnenseks

Honderd genitaliën. In de vriezer.

Waarom? Dat legt evolutiebioloog Menno Schilthuizen uit in Nieuws en Co.

Orbach doet het allemaal voor de wetenschap, vertelt Schilthuizen. Ze onderzoekt net als Schilthuizen zelf de evolutie van de voortplantingsorganen. Orbach schuwt daarbij het experiment niet: voor haar nieuwste onderzoek bracht ze een aantal van die losse dolfijnenpenissen in dito dolfijnenvagina’s in, om te zien hoe ze in elkaar passen. De resultaten presenteerde ze afgelopen zondagmiddag op een conferentie in Chicago.

Seksuele selectiestrijd

Schilthuizen en Orbach onderzoeken seksuele selectie. Het voortplantingssucces van een mannetjesdier hangt af van het vrouwtje (wil ze hem wel?) en van zijn vermogen zijn rivalen af te troeven. Als het lukt om te paren, is dat nog geen garantie voor nageslacht. Als het vrouwtje met meerdere mannetjes paart, wordt de strijd voortgezet binnenin haar voortplantingsorganen. Denk aan de race om de eicel. Op die race kan het vrouwtje – of eigenlijk haar geslachtsorganen – ook invloed hebben.

Vorm is alles

Bij de meeste dieren is dat proces nauwelijks 'live' te observeren. Het meeste is nog bekend over insecten. Die kan je overgieten met vloeibare stikstof terwijl ze paren, ‘zodat ze bevriezen’ – je kunt daarna met een speciale scanner zien hoe de geslachtsdelen eruit zien.

Foto © Flor Rhebergen, Naturalis. De in elkaar verstrengelde achterlijven van parende fruitvliegjes (Drosophila pachea), tijdens de daad bevroren met vloeibare stikstof. De rood en geel gekleurde delen zijn onderdelen van de (asymmetrische) penis. De blauw gekleurde delen zijn de vrouwelijke geslachtsorganen.

Foto © Sanne van Gammeren, Naturalis. Een Synchrotron-micro-CT-scan van het inwendige van de vrouwelijke sperma-opslagorganen, van een in vloeibare stikstof gefixeerd parend koppeltje fruitvliegjes. Het in het orgaan stromende sperma is te zien als lange draden.

Schilthuizen onderzocht het bijzondere geslachtsorgaan van de kortschildkever: een soort holle draad die aan de penis zit en drie keer zo lang is als zijn lijf. Na het paren moet deze er netjes weer uit en goed opgerold worden.

Biologen als Orbach en Schilthuizen proberen het één en ander af te leiden uit de vorm van de voortplantingsorganen. Die vorm zou namelijk verraden hoe die interne strijd gevoerd wordt. Zo denken biologen dat de relatief grote menselijke penis dient om tijdens de daad eventueel zaad van andere mannen uit de vagina te verwijderen.

Huidplooien

Dolfijnenseks is ingewikkeld: het moet zwemmend, en vrouwtjes worden vaak door meerdere mannetjes belaagd. Ze hebben, net als andere walvisachtigen, ongewoon gevormde genitaliën: de vagina heeft bijvoorbeeld vreemde huidplooien, waarvan de functie onbekend is.

Siliconen

Om een beter beeld van de binnenkant te krijgen vulde Orbach de vagina's met siliconen. Die bleken wonderlijk kronkelig en spiraalvormig. En ze mat ze ook minutieus op. Vorige maand publiceerde ze de resultaten van dat onderzoek in het tijdschrift PLOS.

Het zou kunnen dat die huidplooien dienen om zeewater tijdens de paring buiten te houden - zeewater is zaaddodend, ook bij zeezoogdieren. Maar niet alle zeezoogdieren die onder water paren, hebben zulke vaginale plooien. Dat is een aanwijzing dat ze een andere functie hebben, aldus Orbach. Misschien vormen ze een soort hindernisbaan voor het zaad, waardoor alleen het beste sperma de baarmoeder bereikt. Orbach wilde weten hoe de genitaliën in elkaar passen. Dus moest ze de paring zelf nabootsen.

Foto © Dara Orbach, Dalhousie University. CT-scan van de penis van een dolfijn (rood) in een dolfijnenvagina.

Oppompen

Het is nog niet eenvoudig om dode, losgesneden dolfijnenpenissen erect te krijgen. Na een aantal mislukte pogingen lukte het Orbach en collega’s om ze vol te pompen met een zoutoplossing. Vervolgens werden ze in de dolfijnenvagina’s gestopt, en het geheel in de CT-scanner gelegd.

De huidplooien zitten bleken in dat deel van de vagina te zitten waar het uiteinde van de penis ‘navigeert’, aldus Orbach. Het lijkt er daarom op dat die plooien inderdaad een functie hebben in seksuele selectie na de paring. Verdere details kan Orbach nog niet verklappen: de resultaten zijn nog niet gepubliceerd. Maar ze heeft ‘sterk bewijs’ dat de genitaliën van mannetjes en vrouwtjes geco-evolueerd zijn.

Dat inzicht is niet alleen leuk voor biologen. Het kan nog van praktisch nut zijn, denkt Orbach: het zou het succes van kunstmatige inseminatie van dieren in gevangenschap kunnen vergroten.

Dit artikel werd verzorgd door de wetenschapsredactie van De Kennis van Nu (NTR)

Radio 1 houdt je dagelijks op de hoogte over de laatste ontwikkelingen in de wetenschap

Maandag t/m vrijdag rond 16.20 uur in Nieuws en Co
Dinsdag en vrijdag rond 10.50 uur in de Ochtend