Сперматозоиды голых землекопов уродливые, больные и медлительные. Здоровье и внешность мужских половых клеток испортили самки, уверены биологи.
Вечно молодые грызуны
Голые землекопы (Heterocephalus glaber) – это небольшие африканские роющие грызуны (вес около 40 гр., длина тела 8-9 см.). Живут землекопы до 30 лет, они почти не стареют (с возрастом смертность не растет), не болеют раком, могут не чувствовать боль и выносят высокие концентрации углекислого газа. Еще одно необычное свойство уникальных грызунов – фантастическая устойчивость к гипоксии: нейроны их мозга выживают без кислорода более получаса, что для млекопитающих - настоящий рекорд.
По социальному устройству голые землекопы похожи насекомых: из нескольких десятков (40-90) грызунов в колонии размножается только одна самка («царица») и 1–3 самца. Остальные животные формируют касту «рабочих», совсем как у термитов, например.
Исследователи из научных центров Южной Африки под руководством Герарда ван дер Хорста (Gerhard van der Horst) из Университета западного Кейпа (University of the Western Cape) обратили внимание на половые клетки удивительных грызунов. Еще до начала исследования ученые полагали, что сперматозоиды голых землекопов не будут вписываться ни в какие нормы.
Самки оздоравливают сперму
Распущенность самок – это фактор естественного отбора, укрепляющий репродуктивное здоровье самцов. «У «распущенных» видов приматов и грызунов сперматозоиды более крупные и подвижные по сравнению с половыми клетками видов, у которых конкуренция спермы не выражена», – пишут исследователи в статье, опубликованной сегодня в BMC Evolutionary Biology.
У животных, которые придерживаются относительно моногамных отношений, качество спермы хуже: у моногамных видов мужские клетки мельче и слабее по сравнению с полигамными.
На примере африканских цихлид (семейство Cichlidae) биологи убедились, что неверность самок заставляет самцов производить более резвые и крупные сперматозоиды. Иначе у них нет шансов добраться до цели. А в экспериментах с леммингами зоологи показали, что сперматозоиды могут не отличаться богатырской силой или пловецкой удалью, но они действуют сообща, ускоряясь благодаря усилиям многих жгутиков.
Недавно биологи показали, что значение имеет не только количество и качество спермы, но и ее источник. Так, куры выбирают отцов для своего потомства уже после соития. Если петух не вожак, то курица не сопротивляется копуляции (вероятно, чтобы клювом по голове не получить), но после эякуляции «выливает» из себя его семя. Если эякулята слишком мало (а значит, самец слаб и генетически неполноценен), то семя тоже идет на помойку.
Ученые объясняют, что ничего подобного в колониях голых землекопов не наблюдается. Напротив, самки-царицы держат оборону и ведут себя очень агрессивно по отношению к любому самцу из «рабочей касты», даже если он «мачо» или просто «красавчик».
Изуродованные сперматозоиды
Биологи изучали внешний вид и здоровье сперматозоидов методами, оценивали подвижность половых клеток и полноценность внутреннего содержимого – хроматина, митохондрий, акросомы и прочих компонентов.
Фото 1. Микрофотография спермы Heterocephalus glaber, источник: Dr. Liana Maree
Оказалось, что сперматозоиды голых землекопов аномальные – они совсем не похожи ни друг на друга, ни на сперматозоиды других млекопитающих. У сперматозоидов голых землекопов разных «каст» встречаются разные формы «головки», в том числе и многоцентровые. Хвост (жгутик) зачастую не выражен или редуцирован, генетический материал ( хроматин) упакован кое-как, а митохондрии (энергетические органеллы) сильно изуродованы и присутствуют в незначительном количестве. Более того, кое-как плавать у голых землекопов могут не все сперматозоиды, а только 7%, пишут ученые. Остальные половые клетки – утопленники.
Но даже с изуродованными и слабыми сперматозоидами, самцы оставляют потомство. «У голых землекопов наблюдается значительное упрощение и деградация сперматозоидов на клеточном и субклеточном уровнях, – завершают авторы статьи. – Это связано с отсутствием конкуренции, с социальным устройством колоний и тем, что единственная скрещивающаяся самка значительно ограничивает сексуальные связи».
