Hos sjöhästar och pipfisk är det hanen som blir dräktig och föder. Sjöhästpappor inkuberar sina embryon under utveckling i en påse på svansen.

Påsen är motsvarigheten till livmodern hos kvinnliga däggdjur. Den innehåller en moderkaka som stödjer tillväxten och utvecklingen av små sjöhästar.

Sjöhästpappor ger näring och syre till sina barn under graviditeten, med hjälp av några av samma genetiska instruktioner som däggdjursgraviditet.

Men när det gäller att föda barn publiceras vår forskning i Placenta , visar manliga sjöhästar verkar förlita sig på utarbetade beteenden och deras unika kroppsstruktur för att underlätta förlossningen.

Hur föder djur

Förlossning är en komplex biologisk process som hos dräktiga kvinnliga djur styrs av hormoner inklusive oxytocin. Hos däggdjur och reptiler framkallar oxytocin sammandragningar i livmoderns glatta muskler.

Det finns tre huvudtyper av muskler:glatt muskulatur, skelettmuskulatur och hjärtmuskel.

Släta muskler finns i väggarna i de flesta inre organ och blodkärl. Denna muskeltyp är inte under medveten kontroll. Till exempel är dina tarmar kantade av glatt muskulatur, som rytmiskt drar ihop sig för att föra mat genom din tarm utan att du behöver kontrollera det medvetet.

Skelettmuskulaturen finns i hela kroppen och fäster vid ben via senor, vilket tillåter kroppsrörelse. Denna typ av muskler är under medveten kontroll. Till exempel låter dina bicepsmuskler när de är sammandragna dig medvetet böja armen.

Hjärtmuskeln är specifik för hjärtat och är också under ofrivillig kontroll.

Hos honliga däggdjur innehåller livmoderväggen rikligt med glatt muskulatur. Oxytocin stimulerar denna glatta muskel att dra ihop sig, vilket hjälper till att åstadkomma förlossning.

Dessa livmodersammandragningar är spontana och ofrivilliga. Vi kan mäta dessa livmodersammandragningar som svar på oxytocin, och resultaten är konsekventa hos både däggdjur och reptiler.

Hur föder manliga sjöhästar?

Vårt team av forskare från University of Sydney och University of Newcastle satte sig för att fastställa hur förlossningen fungerar hos manliga sjöhästar.

Våra genetiska data antydde att sjöhästarbete kan innebära en liknande process som förlossning hos kvinnliga däggdjur. En studie 1970 visade också att när icke-dräktiga sjöhästar av hankön exponerades för fiskversionen av oxytocin (kallat isotocin), uttryckte de arbetsliknande beteenden.

Därför förutspådde vi att sjöhästhanar skulle använda hormoner från oxytocinfamiljen för att kontrollera förlossningsprocessen via sammandragande glatta muskler inuti yngelpåsen.

Vad vi hittade

Först exponerade vi bitar av sjöhästpåse för isotocin. Medan isotocin fick våra kontrollvävnader (tarm) att dra ihop sig, producerade detta hormon överraskande nog inga sammandragningar i yngelpåsen.

Resultatet fick oss att undra över påsens anatomi. När vi undersökte påsen under ett mikroskop fann vi att den bara innehåller utspridda små buntar av glatt muskulatur, mycket mindre än livmodern hos däggdjurshonor. Detta förklarade varför påsen inte drog sig samman i våra experiment.

Med hjälp av 3D-avbildningstekniker kombinerat med mikroskopi jämförde vi sedan kroppsstrukturen hos manliga och kvinnliga sjöhästar.

Hos män fann vi tre ben placerade nära påsens öppning, associerade med stora skelettmuskler. Dessa typer av ben och muskler styr analfenan hos andra fiskarter. Hos sjöhästar är analfenan mycket liten och har liten eller ingen funktion vid simning.

Så de stora musklerna i samband med den lilla sjöhästfenan är överraskande. Analfenans muskler och ben är mycket större hos sjöhästar av hankön än hos sjöhästar, och deras orientering antyder att de kan kontrollera öppningen av påsen.

Sjöhästars uppvaktningsbeteende ger en ledtråd

Sjöhästfrieri är en komplicerad process. Hanar öppnar och fyller sin påse med vatten genom att böja sig framåt och dra ihop sina kroppar för att tvinga in vatten i påsen, innan de "dansar" med honan.

På samma sätt, under förlossningen, böjer manliga sjöhästar sin kropp mot svansen, trycker och slappnar av. Detta "tryckande" beteende åtföljs av kort gapande av påsens öppning, med en serie ryck på hela kroppen. Denna rörelse i kombination med påsens öppning gör att havsvatten kan spolas genom påsen.

Rycken och tryckningen fortsätter, påsöppningen blir gradvis större och grupper av sjöhästbebisar kastas ut för varje rörelse. Många hundratals bebisar kastas ut på kort tid.

Våra fynd tyder på att öppningen av påsen för uppvaktning och förlossning underlättas av sammandragningar av de stora skelettmusklerna som ligger nära påsens öppning. Vi föreslår att dessa muskler kontrollerar öppningen av sjöhästspåsen, vilket gör det möjligt för sjöhästfäder att medvetet kontrollera utdrivningen av sina ungar i slutet av graviditeten.

Framtida biomekaniska och elektrofysiologiska studier behövs för att undersöka kraften som krävs för att dra ihop dessa muskler och testa om de kontrollerar öppningen av påsen.

Olika sätt att lösa ett problem

Våra oväntade resultat tyder på att manliga sjöhästar använder olika mekanismer för att föda barn jämfört med dräktiga kvinnliga djur.

Vi spekulerar i att hormoner från oxytocinfamiljen, istället för att i första hand producera sammandragningar av glatta muskler, utlöser kaskaden av sjöhästars beteenden som leder till födseln.

Trots likheterna som manliga sjöhästar delar med kvinnliga däggdjur och reptiler under graviditeten, verkar det som om sjöhästar har ett unikt sätt att föda sina ungar. + Utforska vidare

Sjöhästarhanar utvecklar moderkakor för att stödja sina växande bebisar

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.