Wiek plemników ma ogromny wpływ na reprodukcję w nowym badaniu

Wszystkie podręczniki ze szkolnego seksu zawierają pewne wariacje na temat klasycznego zdjęcia: jedno duże, piękne jajko, otoczone dużą ilością malutkich, wijących się plemników. Ponieważ wszystkie te plemniki są jednocześnie uwalniane w jednym wielkim serialu, często nie myślimy o unikalnych cechach każdego indywidualnego pływaka, ale jak opublikowano w czwartek Listy ewolucyjne pokazuje, że niektóre z tych plemników są lepsze niż inne.

Istnieje zaleta, jak pisze zespół naukowców z University of East Anglia i Uppsala University, dla plemników, które żyją przez pewien czas, przynajmniej dla nasienia danio pręgowanego, którego eksperymentowały w swoich badaniach. W szczególności plemniki, które ostatecznie wyprodukowały najbardziej i najzdrowsze potomstwo, to te, które były dłużej żywe - lub, inaczej mówiąc, te, które są starszy.

„Jest to zaskakujący wynik, który sugeruje, że ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób selekcja plemników może przyczynić się do kondycji następnych pokoleń” - powiedział dr Simone Immler, Ph.D., której laboratorium w University of East Anglia's School of Nauki biologiczne koncentrują się na biologii rozmnażania płciowego.

Być może zastanawiasz się: czy wszystkie plemniki nie są w tym samym wieku? To dobre pytanie, ale jak piszą Immler i jej zespół, niektóre plemniki są naturalnie dłuższe niż inne - podobnie jak niektórzy ludzie - dzięki czemu stają się „starsi”, zanim dotrą do jajka. W końcu plemniki mają swój własny materiał genetyczny i istnieje ogromna różnorodność genetyczna między plemnikami w tej samej partii, jak wykazali poprzedni badacze. Nowe plemniki pokazują, że nasienie, które żyje dłużej, mają zdrowsze potomstwo.

W eksperymentach zespół wziął ejakulat od męskiego danio pręgowanego i podzielił go na dwie połowy. Połowa przeszła 25-sekundową terapię, która spowodowała „50% spadek ilości ruchliwych plemników”, zanim została użyta do zapłodnienia jaj. Innymi słowy, ta partia została wybrana dla długowiecznych plemników (ponieważ wszystkie pozostałe zostały usunięte w ciągu 25 sekund).

Druga połowa ejakulatu przeszła podobną obróbkę, ale została natychmiast użyta do zapłodnienia jaj, zamiast czekać 25 sekund. Ponieważ nie istniała szansa na śmierć krótko żyjących plemników, „jaja mogą być zapłodnione przez dowolne plemniki zdolne do zapłodnienia”, jak pisze zespół.

Jajka produkowały małe ryby, a przez dwa lata Immler i jej zespół monitorowali stan zdrowia potomstwa. W końcu odkryli, że „gdy wybieramy dłużej żyjące plemniki w ejakulacie męskiego danio pręgowanego, powstałe potomstwo jest o wiele sprawniejsze niż ich pełne rodzeństwo spłodzone przez krótsze plemniki tego samego samca”, jak ujął to Immler.

Jest to zaskakujące, mówi, ponieważ wcześniej naukowcy nigdy nie sądzili, że ma znaczenie, które plemniki zapłodniły jajo. Liczyło się tylko to mógłby. Ale jak odkryli, cechy poszczególnych plemników mają znaczenie - w szczególności ich żywotność - jeśli chodzi o zdrowie dzieci.

Na razie nie jest jasne, dlaczego niektóre plemniki żyją dłużej niż inne, ale wyjaśnienie, bardziej prawdopodobne niż to, ma związek z ich genami. Niektóre plemniki mogą być po prostu lepiej przystosowane genetycznie do wytwarzania zdrowego potomstwa niż inne, a przez długi okres ewolucji - wiele cykli długowiecznych plemników prowadzących do zdrowych dzieci - ten proces mógł ukształtować reprodukcję tego danio pręgowanego i prawdopodobnie innych gatunki.

Zespół już poszukuje genów, które prowadzą do długowiecznych plemników, torując drogę dla ulepszonych technik nawożenia. Na razie możemy zwrócić się do tego klasycznego obrazu podręcznika ze świeżą perspektywą: chociaż wszystkie mogą wyglądać tak samo, każdy plemnik jest wyjątkowy - niektóre bardziej niż inne.