Когда медленные сперматозоиды выигрывают у быстрых

Эксперименты на дрозофилах показали, что в некоторых случаях повышенное проворство мужских половых клеток оборачивается против них самих.

Интимный эпизод из жизни дрозофил (фото Solvin Zankl).

Во время оплодотворения между сперматозоидами начинается гонка. Кто окажется быстрее других, тому и повезёт: именно он оплодотворит яйцеклетку. Как считается, качество спермы как раз и зависит от подвижности сперматозоидов, что особенно важно для полигамных животных. Половые клетки самца должны обогнать половые клетки его конкурентов, поэтому отбор ведётся в пользу особей с наиболее подвижными сперматозоидами.

Но оказалось, что это справедливо не всегда. Исследователи из Сиракузского университета (США) пришли к выводу, что у дрозофил преимущество имеют самцы с более медленными и (или) более длинными сперматозоидами. Учёные сумели увидеть процесс оплодотворения прямо в организме самки благодаря введению флюоресцентного белка в мужские половые клетки. Среди самцов отбирали тех, у кого свойства семенной жидкости оставались примерно одинаковыми в течение нескольких поколений. В итоге образовалось две группы, которые стабильно производили разные сперматозоиды, различавшиеся рядом параметров. Для оплодотворения к самке подсаживали по самцу из каждой группы.

Самка дрозофил спаривается каждые три дня. Семя от очередного самца скапливается в особой сумке; туда же путешествует яйцеклетка. Сперматозоиды от разных самцов, попав в «зал ожидания», пытаются вытеснить другу друга. Тем, кто окажется за пределами сумки, назад хода нет: самка выведет их из половых путей, и всякая надежда оплодотворить яйцо исчезнет.

В статье, опубликованной в журнале Current Biology, исследователи пишут, что преимущество в этой битве сперматозоидов получали те клетки, которые были длиннее и медленнее своих конкурентов. Вывод, надо сказать, противоречащий интуиции и общему мнению. В пользу авторов работы, однако, говорит то, что они наблюдали поведение половых клеток прямо в организме самки, то есть в условиях, максимально приближённых к естественным. Они организовывали соревнование сперматозоидов, отслеживая сразу весь комплекс их свойств. Среди этих свойств два оказались самыми значимыми в конкурентной борьбе.

О том, почему именно медленные сперматозоиды выигрывают, исследователи пока лишь строят предположения. Одно из них состоит в следующем: чем быстрее сперматозоид, тем больше у него шансов оказаться рядом с выходом из «зала ожидания», а затем — за его пределами; иными словами, чем больше суетишься, тем хуже. Другое объяснение таково: подвижность сперматозоидов связана с плотностью и концентрацией клеток в эякуляте. То есть медленность сперматозоидов означает, что их просто численно больше. В этом случае решающим фактором оказывается не проворство половых клеток, а их концентрация в семенной жидкости.

Подготовлено по материалам Сиракузского университета.