Plemniki przesądzają o zwycięstwie samca
Pstrokate upierzenie, feromony i potężne poroże - to tylko niektóre z ozdób wykorzystywanych przez samce do zwabienia płci przeciwnej. Czy są one niezawodne? Nie - twierdzi międzynarodowy zespół naukowców, który odkrył, że rywale nie mogą być pewni zwycięstwa nawet po spółkowaniu. Badania, finansowane w części przez UE w ramach sieci badawczo-szkoleniowej (RTN) Marie Curie, wskazują na to, że plemniki - a zwłaszcza ich rozmiar - odgrywają ważną rolę w walce o zapłodnienie. Wyniki opublikowano w magazynie Science. Są one także efektem prac prowadzonych w ramach projektu SEXASEX (Płciowy i bezpłciowy - studium przypadku nt. stadium przejściowego i współistnienia reprodukcji płciowej i bezpłciowej), finansowanego przez UE na kwotę 2,2 mln EUR poprzez Szósty Program Ramowy (6PR) z tematu "Zasoby ludzkie i mobilność". Plemniki stają w szranki: im większe, tym większa szansa samca na zapłodnienie jajeczek. Gigantyczne plemniki wyewoluowały u różnych gatunków. W niektórych przypadkach uwolnione mogą stać się większe niż samiec, który ją wytworzył. Zespół badawczy prowadzony przez dr Renate Matzke-Karasz z Uniwersytetu Ludwiga Maximiliana w Monachium, Niemcy, w sposób pośredni znalazł ślady gigantycznych plemników w skamielinach małżoraczków, skorupiaków zwanych czasami także miniaturowymi krewetkami. Za pomocą synchrotronowej holotomografii rentgenowskiej zanalizowano w bezinwazyjny sposób wnętrze tych pradawnych, malutkich skorupiaków. "Holotomografia to bezinwazyjna technika obrazowania, podobna do tomografii komputerowej, w której wykorzystuje się spójne synchrotronowe promienie rentgena" - wyjaśnia dr Paul Tafforeau z Europejskiego Ośrodka Synchrotronu Atomowego (ESRF), w którym opracowano tę technikę. "Dzięki tej metodzie można uzyskać bez jakichkolwiek uszkodzeń trójwymiarowe obrazy wnętrza nawet obiektów o mikroskopijnych rozmiarach, cechujące się takim kontrastem i precyzją, jakich nie da się osiągnąć przy zastosowaniu innych technik." Członek zespołu, dr Giles Miller z Muzeum Historii Naturalnej w Wlk. Brytanii, powiedział: "Uzyskaliśmy doskonały obraz narządów rozrodczych skamieniałych małżoraczków i spotkała nas wielka niespodzianka. Nasza analiza wykazała, że skorupiaki-małżoraczki sprzed 100 mln lat rozmnażały się już za pomocą gigantycznych plemników." Według dr Matzke-Karasz zespół wykrył w mikroskamielinach organy potrzebne do przenoszenia gigantycznych gamet. "Skoro obecne skorupiaki nadal wytwarzają spermę i dostarczają ją za pomocą takich samych organów jak 100 milionów lat temu, to można bezpiecznie wnosić, że owa wyróżniająca je cecha wyewoluowała tylko raz w tej grupie" - stwierdza. Zespół zauważył, że małżoraczki wytwarzają plemniki 10 razy większe od siebie. Według naukowców małżoraczki są popularne w "świecie skamielin", niektóre okazy pochodzą nawet sprzed 450 milionów lat, ponieważ mimo zaledwie kilkumilimetrowych rozmiarów, pokryte są dwuczęściową wapienną muszlą, która łatwo ulega skamienieniu. "To ważna grupa, ponieważ w jej szczątkach przechowywana jest informacja o środowisku, w którym żyła" - wyjaśnia dr Matzke-Karasz. "Skamieniałe skorupy małżoraczków stanowią więc swego rodzaju archiwum historii Ziemi, przechowując informacje na temat klimatu, ekologii i geologii sprzed tysięcy, a nawet milionów, lat." Większość ludzi przyznaje, że im więcej plemników wytworzy samiec, tym większe ma szanse na zapłodnienie jajeczka, zanim zrobią to inni. Jednak u niektórych gatunków liczy się jakość a nie ilość - łatwiej jest dużym plemnikom rozgromić mniejszych przeciwników. Niemniej samiec musi poświęcić więcej energii na wytworzenie i przeniesienie większych gamet. W ramach innych badań naukowcy porównali spermę ludzką z wytwarzaną przez muszki owocowe, Drosophila bifurca. Jak twierdzą, proporcjonalnie rzecz biorąc plemniki człowieka musiałby mieć 40 metrów długości, aby dorównać plemnikom drozofili. Samce tego gatunku wytwarzają podobno najdłuższe plemniki wśród wszystkich organizmów na Ziemi: powalające 5,8 centymetra po rozwinięciu. Dzięki temu projektowi udaje się rozwikłać wieloletnią zagadkę. "Dotąd nie było wiadomo, czy gigantyczne plemniki małżoraczków pojawiały się wielokrotnie w procesie ewolucji, jak w przypadku drozofili, czy też były stałą cechą u niektórych grup przez miliony lat" - podkreśla dr Matzke-Karasz. "Kwestię tę można już raz na zawsze zamknąć: gigantyczne plemniki są wytwarzane, przynajmniej przez niektóre gatunki, od dawna, choć wiąże się to z bardzo wysoką ceną, jaką muszą płacić tak samce, jak i samice. Następny etap naszych badań będzie poświęcony próbie zrozumienia, dlaczego i jak ta cecha utrzymuje się tak długo."
Kraje
Niemcy