Сперма, имеющая украшения, может стать неожиданностью, учитывая относительно простые клетки человека, похожие на головастиков. Однако животный мир обладает невероятным разнообразием форм сперматозоидов, объясняет Скотт Питник, ведущий автор нового исследования в журнале Nature and Weeden, профессор биологии Колледжа искусств и наук. Подумайте о сперме с несколькими хвостами, без хвостов вообще или, в случае одной плодовой мушки, с сперматозоидами длиной почти 6 см — примерно в тысячу раз длиннее, чем сперматозоид человека.«Вопрос, который меня увлекает со времен аспирантуры, — почему у некоторых видов есть самцы, производящие мало гигантских сперматозоидов», — говорит Питник.
Чтобы ответить на этот вопрос, он и соавторы посмотрели на группу плодовых мушек, которые производят необычно длинные сперматозоиды. Как и большинство животных, самки мух спариваются более чем с одним самцом, а это означает, что яркого проявления ухаживания недостаточно, чтобы гарантировать, что самец оплодотворяет яйца.
Сперма от разных самцов продолжает конкурировать внутри самок.Основная причина того, что животные производят чрезмерное количество спермы, аналогична причине, по которой у мужчин появляются любые яркие украшения: потому что женщины предпочитают их. «Сумасшедшие формы сперматозоидов развиваются, потому что развиваются женские репродуктивные пути, которые склоняют оплодотворение в пользу этих странных, специфических черт», — говорит Питник, указывая на активную роль самки в выборе предпочтительных сперматозоидов после спаривания. У плодовых мушек длинные органы хранения спермы самок стимулируют выработку самцами более длинной спермы. Он продолжает: «Проблема в том, что для любого мужского украшения было непросто выяснить, почему эти женские предпочтения возникают и развиваются.
Это большой и сложный вопрос в теории полового отбора».Исследование Питника, проведенное в соавторстве с исследователями из Цюрихского университета, Университета Джорджа Вашингтона и Национального университета Сингапура, предлагает объяснение, состоящее из двух частей, почему самки мух предпочитают такую экстремальную сперму. «Во-первых, у нас есть идеальный шторм генетических корреляций, которые движут вперед всеми этими женскими предпочтениями, мужским орнаментом и особенностями брачной системы», — говорит Питник. Команда обнаружила генетическую взаимосвязь между длиной органа хранения спермы у самок и длиной сперматозоидов у самцов, что означает, что когда одна черта становится длиннее, другая следует за ними.
Кроме того, гены длинных органов были связаны с генами более быстрого повторного размножения самок, что еще больше увеличивает конкуренцию между сперматозоидами и, следовательно, дает преимущество самцам, производящим более длинные сперматозоиды.Вторая часть объяснения включает связь между мужским качеством и количеством производимой спермы. Существует компромисс между длиной и количеством сперматозоидов. «Когда сперматозоиды короткие и дешевые, любой самец может производить их много.
Однако по мере того, как сперматозоиды становятся длиннее, только самые здоровые самцы — с хорошими генами — могут производить их большое количество, и поэтому извлекать выгоду из повторного спаривания самок. Это также усиливает предпочтение самок более длинной спермы, поскольку они получают хорошие гены для передачи потомству ».В свете этих экстремальных свойств сперматозоидов и их важности для репродуктивного успеха Питник надеется, что черты, влияющие на успех оплодотворения, получат свое время в центре внимания. «Когда вы думаете о половых различиях, люди обычно думают о ярких самцах с драматичными танцами ухаживания и серых и скромных самках.
Им следует думать о сперме и яйцеклетках, потому что это представляет собой более фундаментальное различие между полами». Он продолжает: «Когда вы думаете о возмутительных украшениях, которые отличают мужчин от женщин, вам также следует думать в первую очередь о сперме».