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, normalmente não demora muito para as pessoas descobrirem que sou uma cientista e que estudo o sexo. Então começam as perguntas. E as perguntas normalmente têm um formato muito particular. Começam com a frase, "Um amigo me disse," e então elas terminam com a frase, "Isso é verdade?" Na maioria das vezes fico feliz em dizer que posso responder, mas às vezes tenho que dizer, "Sinto muito, mas eu não sei porque não sou esse tipo de médica."
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.
Ou seja, não sou clínica, sou uma bióloga comparativa que estuda anatomia. E meu trabalho é olhar dúzias de diferentes espécies de animais e tentar descobrir como seus tecidos e órgãos funcionam quanto tudo vai bem, ao invés de tentar descobrir como consertar as coisas quando funcionam mal, igual a muitos de vocês. O que eu faço é procurar por semelhanças e diferenças nas soluções que eles 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 defender que isto de maneira nenhuma é uma atividade esotérica em uma Torre de Marfim que encontramos em nossas universidades, mas um amplo estudo através de espécies, tipos de tecidos e sistemas orgânicos que pode produzir conceitos que tem implicações diretas na saúde humana. Isso é verdade em dois dos meus mais recentes projetos sobre as diferenças sexuais no cérebro, e meu trabalho mais maduro sobre a anatomia e função dos pênis. Agora vocês sabem por que eu sou a alma das 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 a vocês um exemplo extraído do meu estudo sobre o pênis para mostrar a vocês como o conhecimento vindo dos estudos do sistema de um órgão forneceu conceitos bem diferentes. Tenho certeza de que todos na plateia já sabem -- tive que explicar pro meu filho de 9 anos semana passada -- pênis são estruturas que transferem esperma de um indivíduo para outro. E o quadro atrás de mim dá uma pálida ideia de como ele é comum entre os animais. Há uma grande quantidade de variação anatômica. Você encontra tubos musculares, pernas modificadas, barbatanas modificadas, bem como o carnoso dos mamíferos, o cilindro inflável que nos é bem familiar -- pelo menos para 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.
Penso que vemos essa tremenda variação porque é uma solução verdadeiramente efetiva para um problema biológico bem básico, que é colocar o esperma em uma posição que encontre os óvulos e forme zigotos. O pênis na verdade não é indispensável para a fertilização interna, mas quando a fertilização interna evolui, os pênis quase sempre a seguem.
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 o que me perguntam quando começo a falar sobre isso, na maioria das vezes, é "O que te deixou interessada nesse assunto?" E a resposta é esqueletos. Vocês não pensariam que esqueletos e pênis têm muito a ver um com o outro. Isso porque tendemos a pensar nos esqueletos como sistemas de alavancas rígidas que produzem velocidade ou força. Minhas primeiras incursões na pesquisa biológica, como graduanda em paleontologia de dinossauros, na verdade estavam dentro dessa área.
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 fazer o mestrado em biomecânica, eu queria muito encontrar um projeto de dissertação que expandisse nosso conhecimento sobre a função do esqueleto. Tentei um punhado de coisas diferentes. Muitas não foram em frente. Mas um dia comecei a pensar sobre o pênis dos mamíferos. É realmente um tipo estranho de estrutura. Antes que possa ser usado para fertilização interna, seu comportamento mecânico tem que mudar de forma bem dramática. Na maior parte do tempo é um órgão flexível. Fácil de dobrar. Mas antes de ser colocado em uso durante a copulação ele tem que se tornar rígido, tem que se tornar difícil de dobrar E mais que tudo, tem que funcionar. Um sistema reprodutivo que falha na função produz um indivíduo que não tem descendência, e esse indivíduo é jogado para fora do patrimônio 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, "Eis um problema que implora por um sistema esquelético -- não como esse aqui, mas um assim -- porque, funcionalmente, um esqueleto é qualquer sistema que apoie tecidos e transmita forças. Eu já sabia que animais como esta minhoca, na verdade a maioria dos animais, não apoia os seus tecidos enrolando-os sobre os ossos. Ao invés disso são mais como balões d'água reforçados. Usam um esqueleto que chamamos de esqueleto hidrostático. E um esqueleto hidrostático usa 2 elementos. O apoio do esqueleto vem de uma interação entre um fluído pressurizado e uma parede de tecido que o cerca mantida em tensão e reforçada com proteínas fibrosas. E a interação é crucial. Sem esses 2 elementos você não tem apoio. Se você tem fluído sem parede para cercá-lo e manter pressionado, você tem uma poça d'água. E se temos apenas a parede sem fluído dentro para colocar a parede em tensão, temos um pedaço de pano molhado.
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 se olha para o pênis em corte transversal, ele tem muito das características de um esqueleto hidrostático. Tem um espaço central de tecido esponjoso erétil que é preenchido com fluído -- sangue no caso -- cercado por uma parede de tecido que é rica de 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 quando iniciei este projeto, a melhor explicação que pude encontrar para a ereção peniana era que a parede era cercada por esses tecidos esponjosos, e os tecidos esponjosos preenchidos com sangue e a pressão sobe e 'voilá'! Ele fica 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.
Isso me explicou a expansão -- fazia sentido: mais fluído, temos os tecidos expandindo -- mas isso na verdade não explicava a ereção. Porque não há mecanismo nesta explicação para tornar essa estrutura difícil de ser dobrada. E ninguém havia sistematicamente observado a parede de tecido. Então pensei, a parede de tecido é importante nos esqueletos. Tem que fazer 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 este foi o ponto no qual meu conselheiro do mestrado disse, "Opa! Espera aí. Mais devagar." Porque depois de 6 meses comigo falando sobre isto, acho que ele finalmente percebeu que eu levava a sério esse negócio de pênis.
(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 me fez sentar, e me avisou. Algo assim, "Cuidado ao ir por este caminho. Não tenho certeza se este projeto vai vingar." Porque ele tinha medo de que eu estivesse indo para uma armadilha. Eu estava assumindo uma questão socialmente embaraçosa com uma resposta que ele pensava que poderia não ser particularmente interessante. E isso porque todo esqueleto hidrostático que já havíamos encontrado na natureza até agora tinha os mesmos elementos básicos. Ele tinha o fluído central, tinha a parede que o cerca, e as fibras que reforçam a parede arranjadas em hélices atravessadas ao longo do eixo 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.
A imagem atrás de mim mostra um pedaço de tecido em um destes esqueletos helicoidais cruzados cortado para que vocês vejam a superfície da parede. A seta indica o eixo maior. E podem ver 2 camadas de fibras, uma em azul e uma em amarelo, arranjadas em ângulos para a esquerda e para a direita. E se não olharem apenas para uma pequena parte das fibras, essas fibras estariam indo em hélices ao redor do maior eixo do esqueleto -- algo como uma armadilha chinesa para dedos, onde você põe seus 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.
Estes esqueletos apresentam um conjunto particular de comportamentos, os quais demonstrarei em um filme. Este é um modelo de esqueleto que fiz a partir de um pedaço de tecido que enrolei ao redor de um balão cheio. O tecido é cortado em diagonal. Vocês podem ver que as fibras se enrolam em hélices, e essas fibras podem se reorientar quando o esqueleto se move, o que significa que o esqueleto é flexível. Se alarga, encurta e dobra bem facilmente 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 conselheiro era: e se a parede de tecido do pênis for igual a qualquer outro esqueleto hidrostático. O que se poderia contribuir? Que novidade você estaria contribuindo ao nosso conhecimento de biologia? E eu pensei, "É, ele fez uma boa pergunta." Então passei muito, muito tempo pensando nisso. E uma coisa que ficou me incomodando, é que, quando estão funcionando, os pênis não tremem. (Risos) Algo de interessante tinha que haver.
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.
Fui em frente, coletei tecido de paredes, preparei-o como se estivesse ereto, seccionei, coloquei em transparências e coloquei no microscópio para dar uma olhada, esperando ver hélices cruzadas de colágeno de alguma espécie. Mas o que eu vi foi isto. Existe uma camada exterior e outra interior. A seta indica 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 surpresa com isto. Todos a quem mostrei ficaram bem surpresos com isto. Por que todos se surpreenderam com isto? Porque sabíamos teoricamente que havia outra maneira de arranjar fibras em um esqueleto hidrostático, que era com fibras a zero grau e a 90 graus em relação ao eixo longitudinal da estrutura. O negócio é que ninguém jamais tinha visto isto antes na natureza. E agora eu estava olhando para um.
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.
Estas fibras nesta orientação em especial dão ao esqueleto um comportamento muito, muito diferente. Vou mostrar um modelo feito exatamente dos mesmo materiais. Ele terá o mesmo tecido de algodão, o mesmo balão, a mesma pressão interna. Mas a única diferença é que as fibras estarão arranjadas diferentemente. E como verão, ao contrário do modelo de hélice cruzada, este modelo resiste a 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 de parede fazem muito mais do que apenas cobrir os tecidos vasculares. Eles são parte integral do esqueleto peniano. Se a parede que cerca o tecido erétil não estivesse ali, e se não fosse reforçado desta maneira, o formato não mudaria, mas o pênis inflado não resistiria a dobras, e a ereção simplesmente não funcionaria.
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 óbvias aplicações médicas em humanos também, mas também relevante em um sentido maior, penso, para o projeto de protéticos, robôs flexíveis, basicamente qualquer coisa onde mudanças de forma e rigidez sejam 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.
Resumindo: 20 anos atrás, tive um conselheiro que me disse, quando fui para a faculdade e falei: "Acho que estou interessada em anatomia," disseram, "Anatomia é uma ciência morta." Ele não poderia estar mais errado. Acredito mesmo que ainda temos muito a aprender sobre a estrutura normal e a função de nossos corpos. Não apenas sua genética e biologia molecular, mas aqui em cima na ponta de carne da escala. Temos os limites de nosso tempo. Quase sempre focamos em uma doença, um modelo, um problema, mas minha experiência sugere que deveríamos usar o tempo para aplicar ideias largamente entre os sistemas e ver aonde isto nos leva. Até porque, se ideias sobre esqueletos de invertebrados podem nos dar sugestões sobre os sistemas reprodutivos de mamíferos, podem existir muitas outras conexões doidas e produtivas só esperando para serem descobertas.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)