When I go to parties, it doesn't usually take very long for people to find out that I'm a scientist and I study sex. And then I get asked questions. And the questions usually have a very particular format. They start with the phrase, "A friend told me," and then they end with the phrase, "Is this true?" And most of the time I'm glad to say that I can answer them, but sometimes I have to say, "I'm really sorry, but I don't know because I'm not that kind of a doctor."
Cuando asisto a fiestas, la gente no suele tardar mucho en descubrir que soy científica y mi campo de estudio es el sexo. Y entonces me hacen preguntas. Y éstas tienen con frecuencia un formato muy particular. Empiezan con la frase, "Un amigo me ha contado", y luego acaban con la frase, "¿esto es verdad?" Y la mayoría de las veces me alegra decir que puedo contestar esas preguntas, pero a veces tengo que responder, "Lo siento mucho, pero no lo sé porque no soy ese tipo de doctor".
That is, I'm not a clinician, I'm a comparative biologist who studies anatomy. And my job is to look at lots of different species of animals and try to figure out how their tissues and organs work when everything's going right, rather than trying to figure out how to fix things when they go wrong, like so many of you. And what I do is I look for similarities and differences in the solutions that they've evolved for fundamental biological problems.
Es decir, no soy médico, soy una bióloga comparativa que estudia anatomía. Y mi trabajo consiste en analizar cientos de especies animales e intentar averiguar cómo funcionan sus tejidos y órganos cuando todo funciona correctamente, más que intentar averiguar la forma de arreglar las cosas cuando funcionan mal, como en el caso de muchos de ustedes. Y lo que hago es buscar similitudes y diferencias en las soluciones que esos animales han desarrollado para resolver problemas biológicos fundamentales.
So today I'm here to argue that this is not at all an esoteric Ivory Tower activity that we find at our universities, but that broad study across species, tissue types and organ systems can produce insights that have direct implications for human health. And this is true both of my recent project on sex differences in the brain, and my more mature work on the anatomy and function of penises. And now you know why I'm fun at parties.
Hoy estoy aquí para defender que esta investigación no constituye en absoluto una actividad esotérica cual torre de marfil propia de universidades, sino que es una investigación amplia y extensa de los distintos tipos de tejido y sistemas de órganos en diferentes especies que puede tener implicaciones directas para la salud humana. Y esto se ha demostrado tanto en mi reciente proyecto sobre las diferencias sexuales en el cerebro, como también en mi obra más formada sobre la anatomía y función de los penes. Ahora ya saben por qué soy la diversión de las fiestas.
(Laughter)
(Risas)
So today I'm going to give you an example drawn from my penis study to show you how knowledge drawn from studies of one organ system provided insights into a very different one. Now I'm sure as everyone in the audience already knows -- I did have to explain it to my nine-year-old late last week -- penises are structures that transfer sperm from one individual to another. And the slide behind me barely scratches the surface of how widespread they are in animals. There's an enormous amount of anatomical variation. You find muscular tubes, modified legs, modified fins, as well as the mammalian fleshy, inflatable cylinder that we're all familiar with -- or at least half of you are.
Hoy voy a darles un ejemplo sacado de mi estudio sobre el pene para enseñarles cómo el conocimiento, fruto del estudio de un aparato de un órgano ayudó a entender otro aparato muy distinto. Estoy segura de que todas las personas de esta sala saben -- yo misma se lo tuve que explicar a mi hijo de nueve años la semana pasada -- que los penes son estructuras que transfieren esperma de un individuo a otro. Y la diapositiva que tengo detrás apenas muestra por encima la diversidad que presentan en el mundo animal. Existe un enorme grado de variación anatómica. Podemos encontrar tanto trompas musculares, piernas modificadas, como también ese cilindro mamífero, hinchable y carnoso que a todos nos resulta familiar, o al menos a la mitad de ustedes.
(Laughter)
(Risas)
And I think we see this tremendous variation because it's a really effective solution to a very basic biological problem, and that is getting sperm in a position to meet up with eggs and form zygotes. Now the penis isn't actually required for internal fertiliztion, but when internal fertilization evolves, penises often follow.
Y creo que encontramos esta tremenda variación porque supone una solución muy efectiva a un problema biológico muy básico, que es hacer llegar el esperma al lugar donde se encuentra con los óvulos para formar cigotos. Ahora bien, el pene no es estrictamente necesario para la fertilización interna, pero cuando ésta evoluciona, los penes suelen seguir el mismo camino.
And the question I get when I start talking about this most often is, "What made you interested in this subject?" And the answer is skeletons. You wouldn't think that skeletons and penises have very much to do with one another. And that's because we tend to think of skeletons as stiff lever systems that produce speed or power. And my first forays into biological research, doing dinosaur paleontology as an undergraduate, were really squarely in that realm.
Y la pregunta que me hacen más a menudo cuando hablo de esto es: "¿Qué hizo interesarte en esto?" Y la respuesta es esqueletos. No pensarían que el esqueleto y el pene tienen mucho que ver el uno con el otro. Y eso es porque tendemos a pensar en los esqueletos como sistemas de palanca rígidos que producen velocidad o fuerza. Y mis primeras incursiones en el campo de la biología, estudiando paleontología de los dinosaurios como universitaria, fueron encaminadas precisamente en esa dirección.
But when I went to graduate school to study biomechanics, I really wanted to find a dissertation project that would expand our knowledge of skeletal function. I tried a bunch of different stuff. A lot of it didn't pan out. But then one day I started thinking about the mammalian penis. And it's really an odd sort of structure. Before it can be used for internal fertilization, its mechanical behavior has to change in a really dramatic fashion. Most of the time it's a flexible organ. It's easy to bend. But before it's brought into use during copulation it has to become rigid, it has to become difficult to bend. And moreover, it has to work. A reproductive system that fails to function produces an individual that has no offspring, and that individual is then kicked out of the gene pool.
Pero cuando me gradué para estudiar biomecánica, estaba decidida a encontrar un proyecto final de carrera que ampliase nuestro conocimiento de la función esquelética. Lo intenté con muchas ideas distintas. Muchas de ellas no dieron resultado. Pero de repente un día empecé a pensar en el pene mamífero. Y se trata de un tipo de estructura muy curioso. Antes de que pueda utilizarse para la fertilización interna, su comportamiento mecánico tiene que cambiar de manera drástica. Es un órgano flexible la mayor parte del tiempo. Se dobla con facilidad. Pero antes de que se ponga en funcionamiento durante la copulación tiene que volverse rígido, tiene que ser complicado doblarlo. Y además, tiene que funcionar. Un aparato reproductivo que no funciona da lugar a un individuo sin descendencia, y ese individuo queda entonces fuera del acervo genético.
And so I thought, "Here's a problem that just cries out for a skeletal system -- not one like this one, but one like this one -- because, functionally, a skeleton is any system that supports tissue and transmits forces. And I already knew that animals like this earthworm, indeed most animals, don't support their tissues by draping them over bones. Instead they're more like reinforced water balloons. They use a skeleton that we call a hydrostatic skeleton. And a hydrostatic skeleton uses two elements. The skeletal support comes from an interaction between a pressurized fluid and a surrounding wall of tissue that's held in tension and reinforced with fibrous proteins. And the interaction is crucial. Without both elements you have no support. If you have fluid with no wall to surround it and keep pressure up, you have a puddle. And if you have just the wall with no fluid inside of it to put the wall in tension, you've got a little wet rag.
Y ahí es cuando pensé: "Aquí tenemos un problema que está pidiendo a gritos un sistema esquelético" no un esqueleto como este sino uno como este y es que, funcionalmente, un esqueleto es cualquier sistema que aguanta tejido y transmite fuerzas. Y yo ya sabía que los animales como esta lombriz, de hecho la mayoría de los animales, no aguantan sus tejidos colocándolos alrededor de huesos. Son más bien como globos de agua armados. Utilizan un esqueleto llamado hidroestático o hidroesqueleto. Y un esqueleto hidroestático funciona con dos elementos. El soporte esquelético es consecuencia de la interacción entre un fluído presurizado y una pared de tejido circundante sujetada en tensión y reforzada con proteínas fibrosas. Y esta interacción es crucial. Sin ambos elementos no existe soporte. Si tienes fluido sin la pared de tejido para rodearlo y mantener la presión, tienes un charco. Y si sólo tienes la pared sin fluido que mantenga la presión dentro de ella, tienes un pequeño trapo mojado.
When you look at a penis in cross section, it has a lot of the hallmarks of a hydrostatic skeleton. It has a central space of spongy erectile tissue that fills with fluid -- in this case blood -- surrounded by a wall of tissue that's rich in a stiff structural protein called collagen.
Un pene visto en sección transversal posee muchas de las partes distintivas de un esqueleto hidroestático. Tiene una sección central de tejido eréctil y esponjoso que se llena de fluido -- en este caso sangre -- rodeada por una pared de tejido rica en una proteína estructural llamada colágeno.
But at the time when I started this project, the best explanation I could find for penal erection was that the wall surrounded these spongy tissues, and the spongy tissues filled with blood and pressure rose and voila! it became erect.
Pero en el momento en que empecé este proyecto, la mejor explicación que pude encontrar para la erección fue que la pared rodeaba los tejidos esponjosos, estos tejidos se llenaban de sangre, la presión aumentaba y ¡voilà! Se ponía erecto.
And that explained to me expansion -- made sense: more fluid, you get tissues that expand -- but it didn't actually explain erection. Because there was no mechanism in this explanation for making this structure hard to bend. And no one had systematically looked at the wall tissue. So I thought, wall tissue's important in skeletons. It has to be part of the explanation.
Y eso me hizo entender la expansión -- tenía sentido: a más fluido, los tejidos se expanden -- pero no explicaba realmente la erección. Y es que no había en esta explicación ningún mecanismo que endureciese la estructura para no doblarse. Y nadie había estudiado la pared de tejido detenidamente. Así que pensé, la pared de tejido debe ser importante para los esqueletos. Tiene que ser parte de la explicación.
And this was the point at which my graduate adviser said, "Whoa! Hold on. Slow down." Because after about six months of me talking about this, I think he finally figured out that I was really serious about the penis thing.
Y ese fue el punto en el cual mi tutor de proyecto me dijo, "¡Mira! Espera. Tranquilízate" Porque después de que me pasé seis meses hablando del tema, creo que por fin entendió que iba en serio con lo de los penes.
(Laughter)
(Risas)
So he sat me down, and he warned me. He was like, "Be careful going down this path. I'm not sure this project's going to pan out." Because he was afraid I was walking into a trap. I was taking on a socially embarrassing question with an answer that he thought might not be particularly interesting. And that was because every hydrostatic skeleton that we had found in nature up to that point had the same basic elements. It had the central fluid, it had the surrounding wall, and the reinforcing fibers in the wall were arranged in crossed helices around the long axis of the skeleton.
Así que me hizo sentarme y me advirtió. Me dijo, "Ten cuidado si sigues por este camino. No estoy seguro de que este proyecto vaya a salir bien". Porque tenía miedo de que me estuviese metiendo en un callejón sin salida. Quería encargarme de una pregunta socialmente embarazosa con una respuesta que según él podía no ser especialmente interesante. Y la razón era que todos los hidroesqueletos que habíamos encontrado hasta entonces en la naturaleza poseían los mismos elementos básicos. Tenían el fluido central, la pared circundante y las fibras de refuerzo en ella estaban dispuestas en forma de hélices cruzadas alrededor del eje largo del esqueleto.
So the image behind me shows a piece of tissue in one of these cross helical skeletons cut so that you're looking at the surface of the wall. The arrow shows you the long axis. And you can see two layers of fibers, one in blue and one in yellow, arranged in left-handed and right-handed angles. And if you weren't just looking at a little section of the fibers, those fibers would be going in helices around the long axis of the skeleton -- something like a Chinese finger trap, where you stick your fingers in and they get stuck.
La imagen detrás de mí muestra un trozo de tejido en uno de estos esqueletos de hélices cruzadas seccionado de manera que podemos ver la superficie de la pared. La flecha muestra el eje largo. Y pueden ver las dos capas de fibras, una en azul y otra en amarillo, dispuestas de izquierda a derecha y de derecha a izquierda. Y si no estuviésemos mirando tan solo una pequeña sección de fibras, esas mismas fibras formarían hélices alrededor del eje largo del esqueleto, algo así como una trampa para dedos china, donde metes los dedos y se quedan atascados.
And these skeletons have a particular set of behaviors, which I'm going to demonstrate in a film. It's a model skeleton that I made out of a piece of cloth that I wrapped around an inflated balloon. The cloth's cut on the bias. So you can see that the fibers wrap in helices, and those fibers can reorient as the skeleton moves, which means the skeleton's flexible. It lengthens, shortens and bends really easily in response to internal or external forces.
Estos esqueletos tienen un rango específico de comportamientos que voy a demostrar en un video. Se trata de la maqueta de un esqueleto que hice con un trozo de tela que envolví alrededor de un globo inflado. La tela está cortada al sesgo. Pueden ver cómo las fibras se enredan en hélices y pueden reorientarse conforme se mueve el esqueleto, lo que significa que el esqueleto es flexible. Se alarga, se acorta y se dobla con increíble facilidad en respuesta a fuerzas internas o externas.
Now my adviser's concern was what if the penile wall tissue is just the same as any other hydrostatic skeleton. What are you going to contribute? What new thing are you contributing to our knowledge of biology? And I thought, "Yeah, he does have a really good point here." So I spent a long, long time thinking about it. And one thing kept bothering me, and that's, when they're functioning, penises don't wiggle. (Laughter) So something interesting had to be going on.
La pregunta de mi tutor fue entonces ¿y si la pared de tejido del pene es simplemente como cualquier otro esqueleto hidroestático? ¿Qué vas a aportar? ¿Qué has descubierto que pueda contribuir a nuestro conocimiento de la biología? Y entonces pensé: "Ahí sí que ha hecho una buena pregunta". Así que dediqué mucho, mucho tiempo a darle vueltas a esa pregunta. Y había algo que no podía quitarme de la cabeza era que, cuando están en funcionamiento, los penes no se menean. (Risas) Algo interesante tenía que estar ocurriendo.
So I went ahead, collected wall tissue, prepared it so it was erect, sectioned it, put it on slides and then stuck it under the microscope to have a look, fully expecting to see crossed helices of collagen of some variety. But instead I saw this. There's an outer layer and an inner layer. The arrow shows you the long axis of the skeleton.
Así que seguí adelante, reuní pared de tejido, preparé el tejido de modo que estuviese erecto, lo seccioné, lo puse en un portaobjetos de vidrio y luego lo coloqué en el microscopio para echar un vistazo, ávida por ver hélices cruzadas de algún tipo. Y en cambio fue esto lo que vi. Existen dos capas, una exterior y una interior. La flecha muestra el eje largo del esqueleto.
I was really surprised at this. Everyone I showed it was really surprised at this. Why was everyone surprised at this? That's because we knew theoretically that there was another way of arranging fibers in a hydrostatic skeleton, and that was with fibers at zero degrees and 90 degrees to the long axis of the structure. The thing is, no one had ever seen it before in nature. And now I was looking at one.
Esto me sorprendió muchísimo. Todo aquél al que se lo enseñé se sorprendió muchísimo. ¿Por qué estaba todo el mundo tan sorprendido? Pues porque todos sabíamos que en teoría había otro modo de ordenación de las fibras en un esqueleto hidroestático y ese modo era con las fibras colocadas a 90 grados del eje largo de la estructura. El caso es que nadie había detectado algo así jamás en la naturaleza y ahora lo estaba mirando.
Those fibers in that particular orientation give the skeleton a very, very different behavior. I'm going to show a model made out of exactly the same materials. So it'll be made of the same cotton cloth, same balloon, same internal pressure. But the only difference is that the fibers are arranged differently. And you'll see that, unlike the cross helical model, this model resists extension and contraction and resists bending.
Las fibras con esa orientación en concreto proporcionan al esqueleto un comportamiento muy diferente. Voy a mostrar un modelo fabricado con los mismos materiales. Así que estará hecho de la misma tela de algodón, el mismo globo e idéntica presión interna. Aunque la única diferencia es que las fibras están dispuestas de una manera distinta. Y verán que, a diferencia del modelo con las hélices cruzadas, este resiste la extensión, la contracción y también resiste el doblado.
Now what that tells us is that wall tissues are doing so much more than just covering the vascular tissues. They're an integral part of the penile skeleton. If the wall around the erectile tissue wasn't there, if it wasn't reinforced in this way, the shape would change, but the inflated penis would not resist bending, and erection simply wouldn't work.
Y lo que esto nos muestra es que las paredes de tejido cumplen una función mucho más complicada que simplemente cubrir el tejido vascular. Son una pieza fundamental del esqueleto peniano. Si esa pared que rodea el tejido eréctil no estuviese ahí, si no estuviese reforzada de esta manera, la forma cambiaría, pero el pene hinchado no resistiría el doblado, y la erección simplemente no funcionaría.
It's an observation with obvious medical applications in humans as well, but it's also relevant in a broad sense, I think, to the design of prosthetics, soft robots, basically anything where changes of shape and stiffness are important.
Se trata de una observación con obvias aplicaciones médicas en humanos también, pero también es relevante en un sentido más amplio, creo yo, al diseño de prótesis, robots flexibles, básicamente cualquier cosa donde el cambio de forma y la rigidez sean importantes.
So to sum up: Twenty years ago, I had a college adviser tell me, when I went to the college and said, "I'm kind of interested in anatomy," they said, "Anatomy's a dead science." He couldn't have been more wrong. I really believe that we still have a lot to learn about the normal structure and function of our bodies. Not just about its genetics and molecular biology, but up here in the meat end of the scale. We've got limits on our time. We often focus on one disease, one model, one problem, but my experience suggests that we should take the time to apply ideas broadly between systems and just see where it takes us. After all, if ideas about invertebrate skeletons can give us insights about mammalian reproductive systems, there could be lots of other wild and productive connections lurking out there just waiting to be found.
Así que, en resumen: Hace 20 años, uno de mis tutores me dijo, cuando fui a la universidad y le dije, "Estoy bastante interesada en anatomía" me contestó, "La anatomía es una ciencia muerta". No podría haber estado más equivocado. De verdad creo que aún tenemos muchísimo por aprender acerca de la estructura y función básicas de nuestros cuerpos. No sólo acerca de su genética y biología molecular, sino justo aquí, en el último peldaño de la escalera. Hoy en día tenemos límites. Con frecuencia nos centramos en una enfermedad, un modelo, un problema, pero mi experiencia me dice que deberíamos tomarnos el tiempo necesario para aplicar ideas abiertamente entre distintos sistemas y ver a dónde nos lleva el proceso. Después de todo, si el estudio de los esqueletos invertebrados puede ayudarnos a comprender los aparatos reproductivos mamíferos, bien podrían haber cientos de conexiones inexploradas ahí fuera, acechando, esperando ser descubiertas.
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)