NatCom: Развеян распространённый миф о «гонке» сперматозоидов

Фото из открытых источников

Оплодотворение часто описывается как гонка, когда миллионы сперматозоидов индивидуально соревнуются за одну яйцеклетку. Новая работа международной группы эволюционных биологов показала более сложную картину: у отдельных видов успешность размножения зависит не столько от конкуренции, сколько от кооперации сперматозоидов. Итоги исследования опубликованы в журнале NatCom.

Научный коллектив изучал членистоногих и обнаружил, что сперматозоиды многих видов этого типа стремятся объединяться в организованные группы, что помогает им оплодотворять яйцеклетку. Данный вид поведения называют конъюгацией сперматозоидов, его впервые задокументировали свыше 100 лет назад, но учёные считали его редким. Ключевую роль играет материал (SAM) - ассоциированное со сперматозоидами вещество, заключенное в мембрану, которое скрепляет клетки друг с другом либо создает вкруг них организующие структуры.

Команда провела сравнение структур сперматозоидов у сотен разновидностей членистоногих и наложила эти признаки на эволюционное древо. Целью анализа была оценка, когда различные формы кооперации появлялись и исчезали на протяжении последних 600 миллионов лет. Выяснилось, что общий предок всех насекомых обладал конъюгированными сперматозоидами, а затем эта стратегия не раз возникала и исчезала в разных группах.

Открытие будет востребовано, в частности, для борьбы с вредителями: например, сперматозоиды инвазивной фонарницы пятнистой не объединяются в группы, каждая клетка полностью погружена в толстый слой SAM. Ученые пока не знают, как конкретно они двигаются. Если соединение критично для размножения вредителя, то влиянием на него можно точечно контролировать популяцию.