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."
Partilere gittiğimde insanların bir bilim insanı olduğumu ve seks üzerine çalıştığımı anlamaları çok sürmüyor. Sonra sorular almaya başlyorum. Ve bu sorular genelde çok belirli bir formatta oluyor. "Bir arkadaşım bana dedi ki" diye başlayıp, "Bu doğru mu?" diye bitiriyorlar. Ve memnuniyetle söylüyorum ki çoğu zaman onları cevaplayabiliyorum ama bazen "Gerçekten üzgünüm, ama bilmiyorum çünkü o tarz bir doktor değilim." demem gerekiyor.
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.
Yani, klinisyen değilim anatomi üzerine karşılaştırmalı çalışan bir biyoloğum. Ve benim işim çoğunuz gibi bir şey yanlış gittiğinde onu nasıl düzeltileceğine bakmaktansa, çok sayıda farklı türdeki hayvanları incelemek ve her şey olması gerektiği gibi gidiyorken dokularının ve organlarının nasıl çalıştığını anlamak. Ve yaptığım şey, bu türlerin temel biyolojik sorunlar için geliştirdikleri çözümlerdeki benzerlikleri ve farklılıkları incelemek.
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.
Bugün, burada, bu çalışmanın sadece belli bir kesime hitap eden ve üniversitelerimizde karşılaşabileceğimiz bir fildişi kule aktivitesi olmadığını; türler, doku tipleri ve organ sistemleri üzerine yürütülen bu geniş çaplı çalışmanın insan sağlığına dair doğrudan anlamlar taşıyan bir kavrayış yaratabileceğini tartışmak için bulunuyorum. Ve bu benim hem beyindeki cinsiyet farklılıklarını , hem de daha olgun olup, penisin anatomisi ve fonksiyonunu ele alan çalışmalarım için geçerli. Evet artık partilerde neden eğlenceli olduğumu biliyorsunuz.
(Laughter)
(Gülüşmeler)
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.
Bugün size kendi penis çalışmalarımdan, herhangi bir organ sistemi üzerindeki bir çalışmanın, bambaşka bir organ sistemini anlamaya nasıl yardımcı olabileceği ile ilgili bir örnek vereceğim. Şimdi eminim ki buradaki izleyicilerin hepsi penisin bir bireyden başka bir bireye sperm transfer etmekle görevli yapılar olduğunu biliyordur -- Çünkü geçen hafta bunu 9 yaşındaki çocuğuma anlatmak zorunda kaldım. Arkamdaki slayt oldukça yüzeysel bir şekilde bunun hayvanlarda ne kadar yaygın olduğunu gösteriyor. İnanılmaz bir anatomik çeşitlilik söz konusu. Adaleli tüpler, modifiye olmuş bacaklar, yüzgeçler ve aynı şekilde memelilerde görünen ve hepimizin aşina olduğu -- ya da yarımızın -- etli, bükülemeyen, silindirik yapılar.
(Laughter)
(Gülüşmeler)
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.
Ve bence bu muazzam çeşitliliğe tanık olmamızın nedeni, bunun çok temel bir biyolojik probleme oldukça etkili bir çözüm getirmesi: Spermi öyle bir pozisyona getirmek ki, yumurtalarla buluşabilsin ve zigot oluşturabilsin. Şimdi. Penis aslında iç döllenme için gerçekten gerekli değil, ama iç döllenme evrimleştiğinde penis de genelde geride kalmaz.
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.
Ve bunun hakkında konuşmaya başladığımda en sık aldığım soru şu: "Bu konuyla ilgili olmanızın sebebi ne?" Cevabım iskeletler. İskeletle penisin birbiriyle çok da alakalı olduğunu düşünmezsiniz. Çünkü iskeletlerin hız ya da güç üreten sert kaldıraç sistemleri olduklarını düşünmeye eğilimliyiz. Bir üniversite öğrencisi olarak, dinozor paleontolojisiyle birlikte ilk biyolojik araştırma girişimim de aynen bu yöndeydi.
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.
Ama sonradan master programına katıldığımda, gerçekten iskeletsel fonksiyona dair bilgimizi geliştirecek bir bitirme tezi bulmak istiyordum. Birçok farklı şey denedim. Birçoğu sonuç vermedi. Ama sonra bir gün memeli penisi hakkında düşünmeye başladım. Gerçekten çok garip bir yapı. İç döllenmede kullanılmadan önce, mekanik tutumun çok dramatik bir biçimde değişmesi gerekiyor. Çoğunlukla esnek bir organ. Rahatça bükülebilir. Fakat cinsel birleşme esnasındaki kullanımından önce, sertleşmesi ve bükülmesinin zor olması gerekiyor. Bir de bunun üstüne, çalışması da gerekiyor. İşlevini yerine getiremeyen reproduktif bir sistem yavrusu olmayan bir birey üretir, ve bu birey daha sonra gen havuzundan atılır.
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.
Ben de düşündüm ki, "Burada iskeletsel bir yapıya ihtiyaç duyan bir sistem var -- Bunun gibi değil, ama bunun gibi -- çünkü işlevsel olarak iskelet dediğimiz, dokuyu destekleyen ve gücü ileten her sistemdir. Bu toprak solucanı gibi hayvanların, aslında çoğu hayvanın, dokularını kemiklerin üzerine sararak korumadıklarını önceden biliyordum. Daha çok güçlendirilmiş su balonu gibiler. Bizim hidrostatik iskelet dediğimiz bir iskelet kullanıyorlar. Hidrostatik bir iskeletin iki elementi vardır. İskeletsel destek basınçlandırılmış bir sıvıyla onu çevreleyen, gergin ve fibriller tarafından desteklenen bir duvar arasındaki etkileşimden geliyor. Ve bu etkileşim çok önemli. iki element de olmadan destek olmaz. Elinizde onu çevreleyecek bir duvarı olmayan bir sıvınız varsa ve ona basınç uygularsanız, o zaman sadece bir su birikintiniz olur. Sadece içinde duvarlara basınç uygulayacak sıvı bulunman duvara sahipseniz, o zaman da küçük bir ıslak beziniz oluyor.
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.
Penisin bu enine kesitine baktığınızda hidrostatik iskeletin bir çok ayırıcı özelliğini görebilirsiniz. Merkezinde süngersi, sertleşebilir ve sıvıyla -- yani kanla -- dolu olup, aynı zamanda sert yapısal proteinler olan kolajen bakımından zengin bir dokuyla çevrili başka bir doku var.
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.
Ama bu projeye ilk başladığım zamanlar, ereksiyon için bulabildiğim en iyi açıklama şuydu: Duvar bu süngersi dokuları kaplıyordu, süngersi dokular kanla doluyordu, basınç artıyordu ve voila! Ereksiyon gerçekleşiyordu.
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.
Bu bana genişlemeyi açıklıyordu -- aslında mantıklı: daha çok sıvı, genişleyen dokular -- ama ereksiyonu açıklamıyordu. Çünkü bu açıklamada yapının zor bükülebilir olmasıyla alakalı bir mekanizma söz konusu değildi. Ve hiç kimse sistematik olarak duvar dokusuna bakmamıştı. Ben de düşündüm ki, duvar dokusu iskelet için önemli. Dolayısıyla açıklamanın bir parçası olmalı.
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.
İşte bu nokta lisans üstü danışmanımın "Oo! Dur. Yavaşla" dediği noktaydı. Çünkü altı ay boyunca bundan bahsetmemden sonra, sanırım sonunda bu penis olayı hakkında gerçekten ciddi olduğumu anladı.
(Laughter)
(Gülüşmeler)
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.
Ve beni oturttu ve uyardı. "Bu yolda dikkatli ol. Bu projenin bir sonuç vereceğinden emin değilim" dedi. Çünkü tuzağa düşmemden korkuyordu. Sosyal açıdan utandırıcı olan ve ona göre cevabı çok da ilginç olmayabilecek bir soru üzerine konuşuyordum. Bu da şu yüzdendi: Bu noktaya kadar doğada bulduğumuz her hidrostatik iskelet aynı temel elementlere sahipti. Merkezde sıvısı, ve onu çevreleyen duvarı vardı, ve destekleyici lifler iskeletin boyuna olan eksen üzerinde çaprazlanmış helezonlar şeklinde düzenlenmişti.
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.
Arkamdaki görsel bu çapraz helezonik iskelet dokusundan bir parçayı gösteriyor ve duvarın yüzeyine bakacağınız şekilde kesilmiş. Ok iskeletin boyuna olan ekseni gösteriyor. Ve biri mavi biri sarı olmak üzere, sağlı sollu açılarla yerleşmiş iki adet lif katmanı görebilirsiniz. Ve eğer bu liflerin çok küçük bir kısmına bakıyor olmasaydınız bu lifler iskeletin boyuna olan ekseninin etrafında helezonlar oluşturuyor olacaktı -- içine parmaklarınızı soktuğunuzda, parmaklarınızın sıkıştığı Çinli parmak kapanı gibi.
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.
Bu iskeletler, şimdi göstereceğim filmdeki gibi, çok belirli tutumlara sahipler. Bu, şişmiş bir balonu bir parça kumaşla kaplayarak yaptığım bir iskelet modeli. Kumaş çapraz kesili. Liflerin helezonik bir biçimde sarıldığını görebiliyorsunuz ve bu lifler iskelet hareket ettikçe yer değiştirebiliyorlar; bu da demek oluyor ki iskelet esnek. Dahili ya da harici herhangi bir güç karşısında uzuyor, kısalıyor ve kolayca bükülebiliyor.
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.
Danışmanımın endişesi penisteki duvar dokusunun başka herhangi bir hidrostatik iskeletle aynı olmasıyla ilgiliydi. Nasıl bir katkıda bulunacaksın? Biyoloji bilgimize yeni katacağın şey ne olacak? Ve kendi kendime "Evet, çok önemli bir noktaya parmak bastı." dedim Ve bunun üzerine çok, ama çok düşündüm. Bir şey beni rahatsız etmeye devam ediyordu, o da şuydu ki; penis işlevini yerine getiriyorken bükülmüyor. (Gülüşmeler) İlginç bir şey olması gerekiyordu.
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.
Kalktım, duvar dokusu topladım, erekte olacak şekilde hazırladım, böldüm, cama koydum ve mikroskopa yerleştirdim. Beklediğim, bir çeşit çaprazlanmış kolajen helezonları görmekti. Ama onun yerine bunu gördüm. Bir iç bir de dış katman var. Oklar yine iskeletin boyuna olan ekseni gösteriyor.
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.
Buna gerçekten şaşırmıştım. Bunu gösterdiğim herkes de aynı şekilde şaşırıyordu. Peki neden herkes buna şaşırıyordu? Çünkü teoride hidrostatik bir iskeletteki lifleri yerleştirmenin farklı bir yolu olduğunu biliyorduk. İskeletin boyuna olan eksene 0 ve 90 dereceyle duran lifler gibi. Olay şu; bunu kimse daha önce doğada görmemişti. Ve ben şimdi onlardan birine bakıyordum.
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.
Liflerin bu belirli yönlenmeleri, iskelete çok, çok farklı bir tutum kazandırıyordu. Size bire bir aynı materyalden yapılmış bir model göstereceğim. Aynı pamuklu kumaştan, aynı balondan, aynı iç basınçtan yapılmış olacak. Tek farkı, liflerin farklı düzenlenmiş olması. Ve görüyorsunuz ki, çapraz helezonik modelin aksine, bu model uzamaya, daralmaya ve bükülmeye karşı koyuyor.
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.
Şimdi bunun bize söylediği, duvar dokularının damar dokularını sadece kaplamaktan çok daha fazlasını yaptıkları. Penis iskeletinin tamamlayıcı bir parçalarılar. Erektil dokunun etrafındaki duvar olmasaydı, bu şekilde güçlendirilmeseydi, şekil değişirdi, ama şişmiş penis bükülmeye karşı koyamazdı ve ereksiyon gerçekleşmezdi.
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.
Bu, insanlarda da yapılmış tıbbi uygulamalar sonucu kazanılmış bir gözlem, ama fikrimce çok geniş bir çapta geçerlilik gösteriyor, protez, elastik robot tasarımlarında, aslında şekil değişimi ve sertliğin önemli olduğu her alanda.
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.
Evet toparlamak gerekirse: Yirmi yıl önce üniversite danışmanım bana, okula gidip kendisine "Ben aslında anatomiyle ilgileniyorum." dediğimde "Anatomi ölü bir bilim." demişti. Daha çok yanılamazdı. Gerçekten hala vücudumuzun normal yapısı ve çalışma şekliyle ilgili öğrenecek çok şey olduğuna inanıyorum. Sadece genetik ve moleküler biyolojiyle ilgili olanları değil, etimiz kemiğimizle ilgili olanları. Zamanımız limitli. Çoğunlukla bir hastalığa, bir modele, bir probleme odaklanıyoruz. Ama benim deneyim, gereken zamanı kullanıp, fikirleri sistemler arasında uygulamayı ve bunun bizi nereye götüreceğini izlemeyi öneriyor. Nihayetinde, eğer omurgasız iskeletler bize memelilerin üreme sistemleri ile ilgili bir farkındalık sağlarsa, gizlenmiş ve bulunmayı bekleyen birçok vahşi ve üretken bağlantılar kurulabilir.
Thank you.
Teşekkür ederim.
(Applause)
(Alkış)