只有在雌性内部游泳时,精子的进化才会变得加倍

巨型精子细胞图

精子大小在不同的动物物种中急剧变化。但是为什么精子大小如此可变,当他们分享同样的工作时 - 施肥鸡蛋?在发表的新文章中自然生态和进化,来自斯德哥尔摩大学的研究人员表明,只有当精子游泳在女性内时,动物精子的进化才会变得加倍。

精子是最可变的细胞型,在淡水轮虫中的大小范围为0.002毫米,果蝇近6厘米。解释为什么精子如此变化是在过去的100年里迈出了进化生物学的重点,因为精子,无论是什么有机体,总是具有相同的功能:施肥鸡蛋。yabo124

“研究人员通常通过专注于精子竞争施肥或女性如何选择哪种精子施肥来解释精子多样性,”斯德哥尔摩大学动物园科学系的研究员Ariel Kahrl说。

“但事实证明,有一块丢失的拼图 - 精子和鸡蛋相遇的位置也会影响精子尺寸。”

为了检查施肥的位置如何影响精子的进化,研究人员从超过3,200个动物物种中编制了关于精子大小的数据 - 从珊瑚到哺乳动物,包括人类 - 并根据精子和鸡蛋相遇的每个物种分类。

“In species with internal fertilization — like mammals, birds and insects — sperm fertilize eggs inside the female’s body, while in species with external fertilization — like sea urchins and many fish species — sperm and eggs are released into the water and fertilization happens outside of the female’s body,” explains Ariel Kahrl.

研究人员发现,与使用外部施肥的动物的精子相比,精子平均速度较长,并且在使用内部施肥的动物中更快地变化。

Ariel Kahrl.

Ariel Kahrl。信誉:亚伦芦苇

“当精子在外部释放时,选择使精子尺寸很小,以允许雄性产生很多精子,”动物学教授和论文的作者朗达斯诺克斯说。“但是当精子转移到内部肥料中的女性时,雄性可能会更好地竞争更大的精子,女性可能更愿意用更大的精子施肥卵。”

研究人员还检查了一种在无脊椎动物中发现的第三种施肥,称为Spermcasting,其中精子在外部释放,然后通过女性从水中滤出水,然后它们在女性内部施肥鸡蛋。

John Fitzpatrick.

John Fitzpatrick博士,瓦伦贝格学院研究员,斯德哥尔摩大学动物园省。信用:MagnusBergström/ Knut和Alice Wallenberg基金会

“SperMcasting代表了内部和外部肥料的混合,使我们有机会了解受精过程的哪一部分受到影响的精子演变,”斯德哥尔摩大学动物园和研究高级作者的副教授John Fitzpatrick说。

在Phermcasters中,研究发现精子小,如外部肥料,但快速发展,如内部肥料。

“我们的结果清楚地表明,精子与女性之间的相互作用有助于在今天在动物中看到的精子大小的巨大多样性。精子和女性之间相互作用的可能性越大,精子的速度越快,“John Fitzpatrick说。

由于人类是内部肥料,这是否意味着男性具有超级精子?事实证明这不是这种情况;人体精子与将它们的精子释放到水中的动物大小相同。

“在具有大型身体的动物中,像人类一样,精子在女性的生殖道内稀释。从精子的角度来看,如果在女性或海洋中发生稀释,则无关紧要 - 稀释使精子较小。只有当精子在女性内部被超越的小空间内被限制在小空间中时,“Ariel Kahrl解释道。

参考:“施肥模式驱动生命树上的精子长度演变”2011年6月21日,自然生态和进化
DOI:10.1038 / s41559-021-01488-y

更多关于研究

施肥环境影响精子尺寸超过60年的想法。但研究人员无法在整个动物演变中测试这个想法。在文章中,来自斯德哥尔摩大学的研究人员汇编了最大的数据库,以曾经组装过的精子形态,并表明精子尺寸随着精子在女性的身体内部运行而迅速变化。

是第一个评论在他们在女性里面游泳时,精子进化只会变得超级浓度“

发表评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。