Vrouwtjes belasten de ontwikkeling van sperma bij dieren

De grootte van het sperma varieert sterk tussen verschillende diersoorten. Maar waarom veranderen de zaadcellen in grootte als ze dezelfde functie hebben – om eieren te bevruchten? In een nieuw artikel gepubliceerd in Ecologie en evolutieOnderzoekers van de Universiteit van Stockholm hebben aangetoond dat de ontwikkeling van sperma bij dieren alleen sterk geladen wordt wanneer sperma in vrouwtjes zwemt.

Sperma is het meest diverse celtype dat bekend is, variërend in grootte van 0,002 mm in een zoetwaterraderdiertje tot bijna 6 centimeter in een Drosophila. leg uit waarom Sperma was erg veranderlijk Hoofdfocus: in de evolutionaire biologie de afgelopen 100 jaar omdat sperma, ongeacht het organisme, altijd dezelfde functie heeft gehad: bevruchting eieren.

“Onderzoekers proberen de diversiteit van sperma te verklaren door zich te concentreren op hoe sperma concurreert om eieren te bevruchten of hoe vrouwen kiezen welk sperma hun eieren bevruchten”, zegt Ariel Kehrl, een onderzoeker bij de afdeling zoölogie aan de Universiteit van Stockholm.

“Maar het blijkt dat er een ontbrekend stukje van de puzzel is – de locatie waar het sperma en de eieren elkaar ontmoeten, kan ook de grootte van het sperma beïnvloeden.”

Om te bestuderen hoe de plaats van bevruchting de ontwikkeling van sperma beïnvloedt, verzamelden onderzoekers gegevens over het spermavolume van meer dan 3.200. diersoortHet reist van koralen naar zoogdieren, inclusief mensen, en classificeert elke soort op basis van waar sperma en eieren samenkomen.

“Bij soorten met interne bevruchting – zoals zoogdieren, vogels en insecten – bevrucht het sperma de eieren in het lichaam van het vrouwtje, terwijl bij soorten met externe bevruchting – zoals zee-egels en vele soorten vissen – het sperma en de eieren worden vrijgegeven in de water en bevruchting vinden plaats buiten het lichaam van de vrouw”, legt Ariel Electrol uit.

De onderzoekers ontdekten dat sperma gemiddeld zes keer langer was en sneller van grootte veranderde de dieren die inwendige bevruchting gebruiken in vergelijking met sperma van dieren die uitwendige bevruchting gebruiken.

“Wanneer sperma exogeen wordt vrijgegeven, houdt selectie het spermavolume klein zodat het mannetje meer sperma kan produceren”, zegt Rhonda Snook, een professor in de zoölogie en auteur van het onderzoekspaper. “Maar wanneer het sperma wordt overgebracht naar de vrouwtjes in interne mest, kunnen de mannetjes beter concurreren met het grotere sperma en geven de vrouwtjes er misschien de voorkeur aan om de eieren te bevruchten met grotere spermacellen.”

De onderzoekers onderzochten ook een derde type bevruchting gevonden bij ongewervelde dieren, spermacasting genaamd, waarbij sperma extern wordt vrijgegeven en vervolgens door de vrouwtjes uit het water wordt gefilterd, waar ze vervolgens de eieren in het vrouwtje bevruchten.

“Sperma-uitzendingen vertegenwoordigden een combinatie van interne en externe bevruchting, waardoor we konden zien welk deel van het bevruchtingsproces de ontwikkeling van sperma beïnvloedde”, zegt John Fitzpatrick, universitair hoofddocent zoölogie aan de Universiteit van Stockholm en hoofdauteur van de studie.

In de spermacasts bleek uit de studie dat het sperma klein was, zoals externe meststof, maar zich snel ontwikkelde, zoals interne meststof.

“Onze resultaten laten duidelijk zien dat interacties tussen sperma en vrouwtjes helpen bij het genereren van de enorme diversiteit in spermavolume die we tegenwoordig bij dieren zien. Hoe waarschijnlijker interacties tussen sperma en vrouwtjes zijn, hoe sneller sperma zich ontwikkelt”, zegt John Fitzpatrick.

Aangezien mensen endogene meststoffen zijn, betekent dit dan dat het sperma van mannen overmatig is? Het blijkt dat dit niet het geval is. Menselijk sperma is ongeveer even groot als het dier dat zijn sperma in het water afgeeft.

“Bij dieren met grote lichamenNet als mensen worden sperma verdund in het vrouwelijke voortplantingsstelsel. Vanuit het oogpunt van sperma maakt het niet uit of de verdunning plaatsvindt in het vrouwtje of in de periferie – verdunning houdt het sperma klein. Alleen wanneer de zaadcellen zich in kleine ruimtes in het vrouwtje bevinden, zwellen de zaadcellen op”, legt Ariel Electrol uit.

Het idee dat de bevruchtingsomgeving het spermavolume beïnvloedt, bestaat al meer dan 60 jaar. Maar onderzoekers hebben dit idee tijdens de evolutie van het dier niet kunnen testen. In dit artikel stellen onderzoekers van de Universiteit van Stockholm de grootste database van spermamorfologie samen die ooit is samengesteld, en laten ze zien dat de grootte van het sperma snel toeneemt en verandert naarmate het sperma in het lichaam van een vrouw stroomt.