Когда медленные сперматозоиды выигрывают у быстрых

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

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.