Гетероморфизм спермы - Sperm heteromorphism

Гетероморфизм спермы это одновременное производство двух или более различных типов сперма одним мужской. Типы сперматозоидов могут отличаться по размеру, форме и / или хромосома дополнение. Гетероморфизм сперматозоидов также называется полиморфизмом сперматозоидов или диморфизмом сперматозоидов (для видов с двумя типами сперматозоидов). Как правило, к оплодотворению способен только один тип сперматозоидов. яйца. Фертильные типы были названы «эуспермой» или «эупиреновой спермой», а бесплодные типы - «параспермой» или «апиреновыми сперматозоидами».

Одной из интерпретаций полиморфизма сперматозоидов является гипотеза «сперматозоидов-камикадзе» (Baker and Bellis, 1988), которая была широко дискредитирована у людей. Гипотеза сперматозоидов камикадзе утверждает, что полиморфизм сперматозоидов обусловлен подразделением сперматозоидов на различные функциональные группы. Есть те, которые защищают яйцеклетку от оплодотворения другой мужской спермой, и те, которые оплодотворяют яйцеклетку. Однако нет никаких доказательств того, что полиморфизм человеческой спермы имеет целью противодействовать конкурирующим сперматозоидам.^[1]

Распределение

Гетероморфизм сперматозоидов известен у нескольких разных групп животных.

Насекомые

Чешуекрылые (т.е. бабочки и мотыльки): почти все известные разновидность производят два типа спермы. Удобряющий тип имеет более длинный хвост и содержит ядро. Другой тип короче и лишен ядра, что означает, что он вообще не содержит генетической информации.
Дрозофила (плодовые мухи): Д. обскура группа видов в род Дрозофила сперматозоид гетероморфен. Как и у чешуекрылых, существует длинный плодородный тип и короткий бесплодный тип. Однако у бесплодного типа есть ядро с нормальным, гаплоидный хромосомный набор. Неизвестно, почему более короткие сперматозоиды являются бесплодными, хотя было высказано предположение, что немного более широкая головка бесплодного типа может помешать им проникнуть в микропиле яйца.
Diosidae (стебельчатые мухи): несколько видов имеют длинный плодородный тип и более короткий бесплодный тип.
Carabidae (жужелицы): некоторые виды производят большие бесплодные сперматозоиды, которые могут содержать до 100 наборов хромосом.

Моллюски

Немного прособрань брюхоногие моллюски (улитки) производят два или три типа спермы. Бесплодные типы могут быть крупными «носителями», к которым плодородная сперма прикрепляется для транспортировки, или «ланцетными» типами. Ланцетная сперма иногда содержит много лизосомы.

Рыбы

Немного Скальпин может быть сперматозоид гетероморфным. Их эякуляты, по-видимому, содержат фертильную сперму, а также бесплодную сперму в форме диска.

Возможные функции гетероморфизма сперматозоидов

Неадаптивный

Неоплодотворяющие морфы не имеют функции и представляют собой просто ошибки развития. Считается, что это маловероятно для многих гетероморфных видов сперматозоидов, потому что производство бесплодной спермы может строго регулироваться, а бесплодная сперма может составлять> 90% от общего количества сперматозоидов у некоторых Lepidoptera и Дрозофила.

Подготовка

Неоплодотворяющие морфы - это средства, с помощью которых самцы могут обеспечивать самку питанием, ее яйцеклетками или оплодотворяющей спермой.

Облегчение

Неоплодотворяющая сперма помогает оплодотворяющей сперме, помогая их половому транспорту или емкость (т.е. приобретение компетенции по оплодотворению). Это было продемонстрировано в Bombyx mori.^[2]

У шелкопрядов есть веские доказательства того, что фертильные сперматозоиды не могут оплодотворяться, если неоплодотворенные сперматозоиды отсутствуют. Исследователи искусственно оплодотворяли плодовитую сперму, нефертильную сперму или их смесь. Только последняя группа привела к производству потомства.

Конкуренция спермы

Сканирующая электронная микроскопия образ незрелого парасперм ланцет (морфа бесплодной спермы) Фузитритон орегоненсис показывая, что кисть хвоста все еще присутствует, которая позже развивается в часть тела парасперма. Производится, когда конкуренция спермы происходит.

Нефертильные сперматозоиды повышают успешность оплодотворения самцов, производящих их, когда конкуренция спермы происходит. Это может быть оскорбительным (например, вытеснение или даже уничтожение конкурирующих оплодотворяющих сперматозоидов) или защитным (например, путем блокирования участков женского тракта или создания враждебной среды перед оплодотворением).

«Дешевый наполнитель»

Нефертильные сперматозоиды задерживают или предотвращают повторное спаривание самки, тем самым позволяя самцу производить нефертильную сперму в большей части отцовства ее потомства (потому что самец избегает Конкуренция спермы ). Например, сперма может заполнить органы хранения спермы, чтобы самка «почувствовала», что ей не нужно повторное спаривание, чтобы получить больше спермы. В качестве альтернативы, сперма может переносить химические вещества, подобные половому пептиду, химическому веществу, переносимому в сперме Drosophila melanogaster из-за чего самки с меньшей вероятностью примут партнеров (т. е. антиафродезиак).^[3]

Есть корреляционные доказательства этой теории на бабочке, Pieris napi. У самок, которые были восприимчивы ко второму спариванию, было меньше нефертильных сперматозоидов на складе, чем у невосприимчивых самок. Таким образом, бесплодная сперма может быть причиной задержки повторного зачатия самки.

Эта теория была также проверена на плодовой мушке. Drosophila pseudoobscura, но результаты показали, что «дешевый наполнитель» не важен для этого вида.^[4]