Новости и мнения

Сваха гамет

Химические сигналы, рассеиваемые яйцами мидий, могут привлекать сперму, которая идеально подходит им.

Во время оплодотворения некоторые пары спермы и яиц мидий работают лучше, чем другие, но как лучшие пары находят друг друга в открытом океане? Новое исследование, опубликованное во вторник (20 марта) в журнале « Труды Королевского общества B: биологические науки» , повышает вероятность того, что химические вещества, выделяемые яйцеклетками, могут помочь сперматозоидам найти не только яйцеклетки, но и те, которые будут иметь наиболее успешные оплодотворения.

«У вас есть несколько кроссов, которые работают хорошо или не работают так же, и у них, похоже, есть данные, что есть вклад хемоаттрактантов», – сказал Майкл Маккарти , морской биолог из Университета Северной Каролины Уилмингем, который не принимал участия в исследовании.

В открытом океане мидии и другие беспозвоночные выпускают свои яйца и сперму в волны, часто делая это в одну и ту же ночь, чтобы повысить вероятность того, что они столкнутся друг с другом для свободного плавания. Но не все возможные сочетания приведут к успешному оплодотворению и дальнейшему развитию из-за генетических или биохимических несоответствий.

Это справедливо и в отношении других животных, но поскольку млекопитающие, птицы или насекомые участвуют в брачном поведении или ритуалах, они могут активно выбирать более совместимого партнера. «Если вы беспозвоночный, прикрепленный к свайному пирсу или скале, эта работа немного сложнее», – говорит Джон Эванс , изучающий морской половой отбор в Университете Западной Австралии.

Сперма перемещается через океан к неоплодотворенным яйцам, следуя химическим сигналам, выделяемым яйцами, но исследователи предположили, что химический градиент просто направляет сперму в правильном направлении. У Эванса была идея, что, возможно, они предоставляют больше информации, чем просто местоположение. «Яйца имеют очень специфические химические признаки для каждого вида, так почему бы им не сказать немного больше?» – спросил он. «Разве не было бы круто, если бы это был механизм для сперматозоидов, чтобы найти путь к совместимым яйцеклеткам?»

Чтобы изучить вопрос, Эванс и его коллеги спроектировали скрещивания для средиземноморской голубой мидии ( Mytilus galloprovincialis ). Сперма каждой из 15 мужских мидий использовалась для оплодотворения яйцеклеток двух разных женских мидий в чашке Петри, и исследователи измерили скорость оплодотворения каждой пары. Это дало конкретную информацию о том, какие пары могут быть наиболее совместимыми.

Следующим шагом было проверить, привлекаются ли сперматозоиды к яйцеклеткам, которые они оплодотворяли более успешно. Исследователи построили камеру выбора: на каждом конце трубки они поместили яйца двух разных самок из предыдущего эксперимента. Сперма, выпущенная в середине, могла тогда сделать выбор, основываясь на «подсказках хемоаттрактанта, которые мы позволили выщелачивать с каждой стороны камеры», сказал Эванс.

Конечно, сперма имела тенденцию плавать к яйцеклеткам, что приводило к большему количеству оплодотворения. «Сперма пахла их более совместимыми яйцами», – сказал Эванс.

Исследователи не определили какие-либо конкретные молекулы, которые передают это сообщение, или даже какую информацию они несут. Эванс подозревает, что это может быть какая-то генетическая информация, способствующая генетическому разнообразию или препятствующая инбридингу.

Кроме того, поиск яйцеклетки – это только первый шаг для сперматозоидов, которые затем должны туннелировать через защитные слои и сливаться с яйцом, чтобы инициировать оплодотворение – и некоторые яйца легче оплодотворять, чем другие, потенциально независимые от совместимости сигнала с химиотерапевтическим агентом с определенной спермой , Таким образом, хотя Маккарти считает, что этот «провокационный» документ показывает, что хемоаттрактанты играют определенную роль, их связь с этими другими шагами должна быть проанализирована.

В случае подтверждения работа может помочь объяснить, как происходит видообразование у морских видов, которые широко распространяют свои яйца и сперму, – написал в электронном письме The Scientist морской биолог Вик Ваккиер из Института океанографии Скриппса, который не принимал участия в исследовании. «Если бы существовало естественное разделение одного вида на две или более популяций… сперма у самцов одной из популяций могла бы перестать реагировать на химически привлекательные сигналы, выделяемые яйцами другой популяции», – сказал он. «Такой сценарий во времени может привести к репродуктивной изоляции и образованию двух новых видов».

J. Evans и др., «Оценка способности яичных хемоаттрактантов опосредовать половой отбор у нерестившихся морских трансляций», Труды Королевского общества B: Биологические науки, doi: 10.1098 / rspb.2012.0181, 2012.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *