Bij zeepaardjes en zeenaalden is het het mannetje dat zwanger wordt en bevalt. Zeepaardvaders broeden hun ontwikkelende embryo's uit in een zakje op hun staart.

De buidel is het equivalent van de baarmoeder van vrouwelijke zoogdieren. Het bevat een placenta die de groei en ontwikkeling van babyzeepaardjes ondersteunt.

Zeepaardjesvaders voorzien hun baby's van voedingsstoffen en zuurstof tijdens de zwangerschap, waarbij ze enkele van dezelfde genetische instructies gebruiken als zwangerschap bij zoogdieren.

Als het echter om bevallingen gaat, blijkt uit ons onderzoek, gepubliceerd in Placeta , laat zien dat mannelijke zeepaardjes lijken te vertrouwen op uitgebreid gedrag en hun unieke lichaamsstructuur om de bevalling te vergemakkelijken.

Hoe dieren bevallen

Arbeid is een complex biologisch proces dat bij vrouwelijke drachtige dieren wordt gecontroleerd door hormonen, waaronder oxytocine. Bij zoogdieren en reptielen induceert oxytocine contracties in de gladde spieren van de baarmoeder.

Er zijn drie hoofdtypen spieren:gladde spieren, skeletspieren en hartspier.

Glad spierweefsel wordt aangetroffen in de wanden van de meeste inwendige organen en bloedvaten. Dit spiertype staat niet onder bewuste controle. Je darmen zijn bijvoorbeeld bekleed met gladde spieren, die ritmisch samentrekken om voedsel door je darmen te verplaatsen zonder dat je het bewust hoeft te controleren.

Skeletspieren worden door het hele lichaam aangetroffen en hechten zich via pezen aan botten, waardoor lichaamsbeweging mogelijk is. Dit type spier staat onder bewuste controle. Als je bicepsspieren bijvoorbeeld samentrekken, kun je je arm bewust buigen.

Hartspier is specifiek voor het hart en staat ook onder onvrijwillige controle.

Bij vrouwelijke zoogdieren bevat de baarmoederwand overvloedig glad spierweefsel. Oxytocine stimuleert deze gladde spier om samen te trekken, waardoor de bevalling wordt veroorzaakt.

Deze samentrekkingen van de baarmoeder zijn spontaan en onvrijwillig. We kunnen deze samentrekkingen van de baarmoeder meten als reactie op oxytocine, en de resultaten zijn consistent bij zowel zoogdieren als reptielen.

Hoe bevallen mannelijke zeepaardjes?

Ons team van onderzoekers van de Universiteit van Sydney en de Universiteit van Newcastle ging op zoek naar hoe arbeid werkt bij mannelijke zeepaardjes.

Onze genetische gegevens suggereerden dat de arbeid van zeepaardjes een soortgelijk proces zou kunnen inhouden als arbeid bij vrouwelijke zoogdieren. Een studie in 1970 toonde ook aan dat wanneer niet-zwangere mannelijke zeepaardjes werden blootgesteld aan de visversie van oxytocine (isotocine genaamd), ze arbeidachtig gedrag vertoonden.

Daarom voorspelden we dat zeepaardjesmannetjes hormonen uit de oxytocinefamilie zouden gebruiken om het geboorteproces te regelen via samentrekkende gladde spieren in de broedbuidel.

Wat we hebben gevonden

Eerst hebben we stukjes zeepaardjeszakje blootgesteld aan isotocine. Terwijl isotocine ervoor zorgde dat onze controleweefsels (darm) samentrokken, veroorzaakte dit hormoon verrassend genoeg geen samentrekkingen in de broedbuidel.

Het resultaat deed ons afvragen over de anatomie van de buidel. Toen we het zakje onder een microscoop onderzochten, ontdekten we dat het alleen verspreide kleine bundels gladde spieren bevat, veel minder dan de baarmoeder van vrouwelijke zoogdieren. Dit verklaarde waarom het zakje in onze experimenten niet samenkromp.

Met behulp van 3D-beeldvormingstechnieken in combinatie met microscopie vergeleken we vervolgens de lichaamsstructuur van mannelijke en vrouwelijke dikbuikige zeepaardjes.

Bij mannen vonden we drie botten in de buurt van de opening van de buidel, geassocieerd met grote skeletspieren. Dit soort botten en spieren regelen de anaalvin bij andere vissoorten. Bij zeepaardjes is de anaalvin minuscuul en heeft deze weinig of geen functie bij het zwemmen.

De grote spieren die bij de kleine zeepaardjesvin horen, zijn dus verrassend. De spieren en botten van de anaalvin zijn veel groter bij mannelijke zeepaardjes dan bij vrouwelijke zeepaardjes, en hun oriëntatie suggereert dat ze de opening van de buidel zouden kunnen regelen.

Het verkeringsgedrag van zeepaardjes geeft een aanwijzing

Verkering met zeepaardjes is een ingewikkeld proces. Mannetjes openen en vullen hun buidel met water door voorover te buigen en hun lichaam samen te trekken om water in de buidel te persen, voordat ze met het vrouwtje "dansen".

Evenzo buigen mannelijke zeepaardjes tijdens de bevalling hun lichaam naar de staart, drukken en ontspannen dan. Dit "duwende" gedrag gaat gepaard met een korte opening van de zakopening, met een reeks schokken van het hele lichaam. Deze beweging in combinatie met de opening van de zak zorgt ervoor dat zeewater door de zak kan stromen.

Trekken en persen gaat door, de opening van de buidel wordt geleidelijk groter en bij elke beweging worden groepen zeepaardjesbaby's uitgeworpen. In korte tijd worden vele honderden baby's uitgeworpen.

Onze bevindingen suggereren dat het openen van de buidel voor verkering en geboorte wordt vergemakkelijkt door samentrekkingen van de grote skeletspieren die zich bij de opening van de buidel bevinden. We stellen voor dat deze spieren de opening van de zeepaardjeszak regelen, zodat zeepaardvaders bewust de uitdrijving van hun jongen aan het einde van de zwangerschap kunnen controleren.

Toekomstige biomechanische en elektrofysiologische studies zijn nodig om de kracht te onderzoeken die nodig is om deze spieren samen te trekken en om te testen of ze de opening van de zak controleren.

Verschillende manieren om een ​​probleem op te lossen

Onze onverwachte resultaten suggereren dat mannelijke zeepaardjes andere mechanismen gebruiken om te bevallen dan vrouwelijke drachtige dieren.

We speculeren dat hormonen uit de oxytocinefamilie, in plaats van voornamelijk contracties van gladde spieren te produceren, de cascade van zeepaardjesgedrag veroorzaken die tot geboorte leiden.

Ondanks de overeenkomsten die mannelijke zeepaardjes delen met vrouwelijke zoogdieren en reptielen tijdens de zwangerschap, lijkt het erop dat zeepaardjesvaders een unieke manier hebben om hun jongen te baren. + Verder verkennen

Mannelijke zeepaardjes ontwikkelen placenta's om hun opgroeiende baby's te ondersteunen

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.