Spermický heteromorfismus - Sperm heteromorphism
Spermický heteromorfismus je současná výroba dvou nebo více odlišitelných typů spermie jediným mužský. Typy spermií se mohou lišit velikostí, tvarem a / nebo chromozóm doplněk. Heteromorfismus spermií se také nazývá polymorfismus spermií nebo dimorfismus spermií (u druhů se dvěma typy spermií). Typicky je schopen oplodnění pouze jeden typ spermií vejce. Plodné typy byly nazývány „eusperm“ nebo „eupyrenové spermie“ a neplodné typy „parasperm“ nebo „apyrenové spermie“.
Jednou z interpretací polymorfismu spermií je hypotéza „kamikadze spermií“ (Baker a Bellis, 1988), která byla u lidí široce zdiskreditována. Hypotéza spermií o kamikadze uvádí, že polymorfismus spermií je způsoben rozdělením spermií do různých funkčních skupin. Existují ty, které chrání vajíčko před oplodněním jinými mužskými spermiemi, a ty, které vajíčko oplodňují. Neexistují však žádné důkazy o tom, že polymorfismus lidských spermií slouží k antagonizaci konkurenčních spermií.[1]
Rozdělení
Heteromorfismus spermií je znám z několika různých skupin zvířat.
Hmyz
- Lepidoptera (tj. motýli a můry): Téměř všichni známí druh produkují dva typy spermií. Hnojivý typ má delší ocas a obsahuje a jádro. Druhý typ je kratší a postrádá jádro, což znamená, že neobsahuje vůbec žádnou genetickou informaci.
- Drosophila (ovocné mušky): D. obscura skupina druhů v rod Drosophila je heteromorfní spermie. Stejně jako u Lepidoptera existuje dlouhý, plodný typ a krátký, neplodný typ. Neplodný typ má však jádro s normální, haploidní chromozomový komplement. Není známo, proč jsou kratší spermie neplodné, ačkoli se předpokládá, že mírně širší hlava neplodného typu mu může bránit ve vstupu do mikropyle vejce.
- Diosidae (mouchy se stopkovými očima): několik druhů má dlouhý, plodný typ a kratší neplodný typ.
- Carabidae (střevlíci): některé druhy produkují velké, neplodné spermie, které mohou obsahovat až 100 sad chromozomů.
Měkkýši
- Nějaký prosobranch plži (hlemýždi) produkují dva nebo tři typy spermií. Neplodné typy mohou být velké „nosné“ typy, ke kterým se plodná sperma připojuje pro transport, nebo „lancetové“ typy. Spermie lancety někdy obsahují mnoho lysozomy.
Ryba
- Nějaký Sculpin mohou být heteromorfní spermie. Zdá se, že jejich ejakuláty obsahují plodné spermie i neplodné spermie ve tvaru disku.
Možné funkce heteromorfismu spermií
Neadaptivní
Neoplodňující morph (y) nemají žádnou funkci a jsou prostě vývojovými chybami. To je považováno za nepravděpodobné u mnoha heteromorfních druhů spermií, protože produkce neplodných spermií může být vysoce regulovaná a neplodné spermie mohou tvořit> 90% celkového množství spermií u některých Lepidoptera a Drosophila.
Zajišťování
Nehnojivé morfy jsou prostředky, kterými mohou muži poskytovat výživu ženě, jejím vejcím nebo oplodňujícímu spermatu.
Usnadnění
Neoplodňující spermie pomáhají oplodňujícím se spermiím tím, že podporují jejich sexuální transport nebo kapacitní (tj. získání schopnosti hnojení). To bylo prokázáno v Bombyx mori.[2]
U bource morušového existují dobré důkazy o tom, že plodné spermie nejsou schopné oplodnění, pokud nejsou přítomny neplodné spermie. Vědci uměle oplodnili plodné spermie, neplodné spermie nebo směs obou. Pouze poslední skupina vedla k produkci potomků.
Spermie konkurence
Neúrodné spermie zvyšují úspěšnost oplodnění samce, který je produkuje konkurence spermií dojde. Může to být urážlivé (např. Přemisťování nebo dokonce zabíjení soupeřících oplodňujících spermií) nebo obranné (např. Blokováním oblastí ženského traktu nebo vytvářením nepřátelského prostředí před oplodněním).
„Levné plnivo“
Neúrodné spermie zpožďují nebo brání opětovnému páření samic, což umožňuje samci produkujícímu neplodné spermie větší podíl otcovství svého potomka (protože muž se vyhýbá Spermie konkurence ). Například spermie mohou zaplnit orgány pro ukládání spermií, takže žena „vnímá“, že se nemusí znovu spojit, aby získala více spermií. Alternativně mohou spermie přenášet chemikálie podobné sexuálnímu peptidu, což je chemická látka nesená na spermatu Drosophila melanogaster díky čemuž je u žen méně pravděpodobné, že přijmou kamarádky (tj. jde o antiafrodesiakum).[3]
Pro tuto teorii existují korelační důkazy u motýlů, Pieris napi. Ženy, které byly vnímavé k druhému páření, měly v zásobě méně než neplodného typu spermií než ženy, které nebyly vnímavé. Neplodná sperma tedy může být zodpovědná za oddálení rematace u ženy.
Tato teorie byla také testována na ovocné mušce Drosophila pseudoobscura, ale výsledky naznačovaly, že „levné plnivo“ nebylo u tohoto druhu důležité.[4]
Reference
- ^ Moore, H. D. M., M. Martin a T. R. Birkhead, „Neexistují důkazy o zabijáckých spermiích ani o jiných selektivních interakcích mezi lidskými spermiemi v ejakulátech různých mužů in vitro“, Proceedings of the Royal Society of London (1999), B, 266: 2343-2350
- ^ Sakai, Hiroki; Oshima, Hiroyuki; Yuri, Kodai; Gotoh, Hiroki; Daimon, Takaaki; Yaginuma, Toshinobu; Sahara, Ken; Niimi, Teruyuki (2019-05-21). "Dimorfní tvorba spermií podle Sex-lethal". Sborník Národní akademie věd. 116 (21): 10412–10417. doi:10.1073 / pnas.1820101116. ISSN 0027-8424. PMC 6535010. PMID 31036645.
- ^ Cook, P.A. a Wedell, N. 1999. Neplodné spermie zpožďují remataci žen. Nature 397: 486.
- ^ Swallow, J.G. a G.S. Wilkinson. 2002. Dlouhý a krátký polymorfismy spermií u hmyzu. Biologické recenze 77: 153-182.
- Till-Bottraud, I., D. Joly, D. Lachaise a R.R. Snook. 2005. Pyl a heteromorfismus spermií: konvergence napříč královstvími? Journal of Evolutionary Biology 18 (1): 1-18.