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."
Quando vou a festas não demora muito para as pessoas descobrirem que sou uma cientista e estudo o sexo. Então fazem-me perguntas. E as perguntas têm um formato bem particular. Começam sempre com a frase: "Um amigo disse-me ..." e terminam com a frase: "É verdade?" E na maioria das vezes felizmente consigo responder, mas às vezes tenho de dizer "Peço desculpa, mas eu não sei porque não sou esse tipo de 'doutora'".
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.
Isto é, não pratico clínica médica, sou uma bióloga comparativa que estuda anatomia. E o meu trabalho é estudar diferentes espécies de animais e tentar entender como funcionam os seus tecidos e órgãos quando tudo está a funcionar bem, e não de tentar entender como consertar quando dão defeito, como muitos de vocês. E o que eu faço é buscar similaridades e diferenças nas soluções que desenvolveram para problemas biológicos fundamentais.
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.
Hoje estou aqui para argumentar que esta não é, de modo algum, uma atividade esotérica isolada que encontramos nas nossas universidades, mas que o amplo estudo de espécies, tipos de tecidos e sistemas de órgãos pode produzir insights com implicações diretas para a saúde humana. E isto é válido tanto com o meu recente projeto sobre diferenças sexuais no cérebro, como com o meu trabalho mais maduro sobre a anatomia e função dos pénis. Agora já sabem porque sou divertida nas festas.
(Laughter)
(Risos)
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.
Hoje vou dar um exemplo tirado do meu estudo do pénis para mostrar como o conhecimento extraído de estudos de um sistema de órgãos forneceu insights noutro sistema bem diferente. Agora, tenho certeza de que todo mundo na plateia já sabe -- O que tive que explicar na semana passada ao meu filho de nove anos -- pénis são estruturas que transferem esperma de um indivíduo para outro. E o slide atrás de mim mostra muito superficialmente quão diferentes eles são entre os animais. Há uma enorme variedade de variação anatômica. Há tubos musculares, pernas modificadas, barbatanas modificadas, assim como existem os cilindros carnudos e infláveis dos mamíferos que todos conhecemos bem -- ou pelo menos a metade de vocês.
(Laughter)
(Risos)
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.
E acho que vemos essa tremenda variação porque é uma solução bem efetiva para um problema biológico bastante básico, que é colocar o esperma onde ele se possa encontrar com os óvulos e formar zigotos. O pénis não é necessário para a fertilização interna, mas quando a fertilização interna evolui, os pénis geralmente acompanham.
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.
E a pergunta mais frequente que me fazem quando falo sobre isso é: "O que te levou a te interessar por esse assunto?" E a resposta é : esqueletos. Vocês nem pensariam que esqueletos e pénis tivessem muito a ver entre si. E isso é porque tendemos a pensar os esqueletos como sistemas rígidos de alavancas que produzem velocidade ou potência. Minhas primeiras incursões em pesquisa biológica, fazendo paleontologia de dinossauros na graduação, eram realmente restritas a esse domínio.
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.
Mas quando fui para a pós-graduação estudar biomecânica Eu queria achar uma projeto de dissertação que expandisse o conhecimento da função esquelética. Eu tentei um monte de coisas diferentes. Muitas delas não vingaram. Mas então um dia comecei a pensar sobre o pénis dos mamíferos. E é um tipo de estrutura bastante incomum. Antes que possa ser usado para a fertilização interna, o seu comportamento mecânico tem que mudar de forma bem dramática. Na maioria das vezes é um órgão flexível. É fácil de dobrar. Mas antes de ser colocado em uso durante a cópula ele deve ficar rígido, deve ficar difícil de entortar. E, além disso, ele deve funcionar. Um sistema reprodutivo defeituoso produz um indivíduo que não tem prole, e esse indivíduo é então banido do campo 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.
Então pensei "Aqui está um problema que pede um sistema esquelético -- não um como esse, mas um como esse -- porque, do ponto de vista funcional, um esqueleto é qualquer sistema que sustenta o tecido e transmite forças. E eu já sabia que animais como essa minhoca, na verdade a maioria dos animais, não sustenta os seus tecidos pendurando-os sobre ossos. Antes, eles são mais como balões de água reforçados. Eles usam um esqueleto ao qual chamamos esqueleto hidrostático. E um esqueleto hidrostático utiliza dois elementos. A sustentação esquelética vem de uma interação entre um fluido pressurizado e uma parede de tecido circundante que é mantida tensionada e reforçada com proteínas fibrosas. E a interação é crucial. Sem ambos os elementos não existe sustentação. Se você tem fluido sem parede para cercá-lo e manter a pressão alta, você tem uma poça. E se você só tem a parede sem fluido dentro para tensionar a parede, você tem uma estopa molhada.
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.
Quando você olha para um pénis em corte transversal, tem muitas das características de um esqueleto hidrostático. Tem um espaço central de tecido erétil esponjoso que se enche com fluido -- nesse caso, sangue -- cercado por uma parede de tecido rica em uma proteína estrutural rígida chamada 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.
Mas na época em que comecei esse projeto, a melhor explicação que encontrei para a ereção peniana era que a parede cercava esses tecidos esponjosos, e os tecidos esponjosos enchiam de sangue e a pressão aumentava e voilà! ele ficava ereto.
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.
E isso explicava para mim a expansão -- fazia sentido: mais fluido, e obtém-se tecidos que expandem -- mas não explicava a ereção. Porque não havia um mecanismo nessa explicação que fizesse essa estrutura difícil de entortar. E ninguém tinha observado sistematicamente o tecido da parede. Então pensei, o tecido da parede é importante nos esqueletos. Ele tem que ser parte da explicação.
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.
E esse foi o ponto em que meu orientador me disse: "Opa! Peraí. Mais devagar." Porque após uns seis meses a falar sobre o mesmo assunto, acho que ele finalmente se apercebeu que a minha história de pénis era mesmo a sério.
(Laughter)
(Risos)
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.
Então ele mandou-me sentar e preveniu-me. "Tome cuidado ao tomar esse rumo. Eu não tenho a certeza que esse projeto vá vingar." Porque ele temia que eu estivesse a caminhar para uma armadilha. Eu estava a colocar uma questão socialmente constrangedora com uma resposta que ele pensava que poderia não ser particularmente interessante. E isso porque todos os esqueletos hidrostáticos que haviamos econtrado na natureza até aquele momento tinham os mesmos elementos básicos. O fluido central, a parede circundante, e as fibras de reforço na parede eram dispostas em hélices cruzadas ao redor do eixo longitudinal do 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.
Então a imagem atrás de mim mostra um pedaço de tecido de um desses esqueletos helicoidais cruzados cortado de modo a que vejam a superfície da parede. A seta mostra o eixo longitudinal. E vocês podem ver duas camadas de fibras, uma em azul e outra em amarelo, dispostas em ângulos esquerdos e direitos. E se vocês não estivessem apenas a olhar para uma pequena seção das fibras, veriam hélices a formarem-se em volta do eixo longitudinal do esqueleto -- algo como uma algema de dedo chinesa, onde se enfia os dedos e eles ficam presos.
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.
E esses esqueletos tem um conjunto particular de comportamentos que demonstrarei num filme. Isto é um modelo de esqueleto que fiz com um pedaço de tecido e enrolei à volta de uma balão. O tecido está cortado de viés. Dá para ver que as fibras se torcem em hélices, e as fibras se reorientam à medida que o esqueleto se move, o que significa que o esqueleto é flexível. Alonga-se, contrai-se e dobra-se com muita facilidade em resposta a forças internas ou 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.
A preocupação do meu orientador era a seguinte: E se o tecido da parede peniana for idêntico aos dos outros esqueletos hidrostáticos? Em que é que a pesquisa vai contribuir? Qual é a descoberta com a qual está contribuindo para o nosso conhecimento da biologia? E eu pensei, "Sim, de facto ele tem razão nisso." Então fiquei muito, muito tempo pensando sobre a questão. E uma coisa não parava de me incomodar, que é a seguinte, quando eles estão em funcionamento, os pénis não balançam. (Risos) Logo, algo interessante tinha de estar a acontecer.
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.
Então fui em frente, coletei tecido da parede, preparei-o para o deixar erecto seccionei, coloquei em lâminas e pus no microscópio para dar uma olhada, crente que veria hélices cruzadas de colágeno de algum tipo. Mas, ao invés, vi isto. Há uma camada externa e uma camada interna. As setas mostram o eixo longitudinal do 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.
Fiquei muito surpreendida com isto. Todas as pessoas a quem eu mostrava ficavam muito surpreendidas. Porque é que todo a gente se surpreendia com isto? Porque nós sabíamos, teoricamente, que havia uma outra forma de organização das fibras num esqueleto hidrostático, que era com as fibras a zero graus e 90 graus em relação ao eixo longitudinal da estrutura. O facto é que até ali, nunca ninguém tinha visto algo assim na natureza. E agora eu estava a olhar para uma.
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.
Essas fibras nessa orientação particular dão ao esqueleto um comportamento totalmente diferente. Vou mostrar um modelo feito dos mesmíssimos materiais. Ele é feito do mesmo tecido de algodão, o mesmo balão, a mesma pressão interna. Mas a única diferença é que as fibras estão dispostas de forma diferente. e vocês verão que, contrariamente ao modelo em cruz helicoidal, este modelo é resistente à extensão e contração e resiste a dobras.
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.
O que isso nos diz é que os tecidos da parede fazem muito mais que apenas cobrir os tecidos vasculares. Eles são parte integrante do esqueleto peniano. Se a parede em torno do tecido erétil não existisse, se não fosse assim reforçada, a forma mudaria, mas o pénis inflado não resistiria a dobras, e a ereção simplesmente não daria certo.
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.
É uma observação com aplicações médicas óbvias em humanos também, mas também é relevante de maneira ampla, penso, para o design de próteses, robôs flexíveis, basicamente qualquer coisa para a qual mudanças de forma e rigidez são 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.
Então, resumindo: Vinte anos atrás, um orientador da faculdade disse-me, quando fui para a faculdade e disse "Estou meio interessada em anatomia", eles disseram "anatomia é uma ciência morta." Ele não poderia estar mais equivocado. Realmente acredito que ainda temos muito a aprender sobre as estruturas e funções normais do nosso corpo. Não apenas sobre genética e biologia molecular, mas aqui na parte carnal da escala. Temos limites no nosso tempo. Geralmente concentramo-nos na doença, num só modelo, num só problema, mas minha experiência sugere que deveríamos reservar um tempo para aplicar ideias amplamente entre sistemas e simplesmente ver onde isso nos leva. Afinal, se ideias sobre esqueletos invertebrados nos fornecem compreensão acerca dos sistemas reprodutivos dos mamíferos, pode haver montes de outras conexões loucas e produtivas escondidas, à espera de serem encontradas.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)