• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Plemniki przesądzają o zwycięstwie samca

    22.06.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    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."

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Science
    http://www.sciencemag.org/index.dtl

    Sieci badawczo-szkoleniowe Marie Curie
    http://ec.europa.eu/research/fp6/mariecurie-actions/action/training_en.html

    Źródło danych: Science
    Referencje dokumentu: Matzke-Karasz, R., et al. (2009) Sexual intercourse involving giant sperm in Cretaceous ostracods. Science, publikacja internetowa z dnia 19 czerwca 2009 r. DOI: 10.1126/science.1173898.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Kryptozoospermia – obecność nielicznych plemników w nasieniu.

    W przypadkach pacjentów z kryptozoospermią w ogólnym badaniu nasienia pod mikroskopem nie obserwuje się plemników w preparacie bezpośrednim, ale pojedyncze plemniki są obecne w osadzie po odwirowaniu. Przyczyna, diagnostyka i leczenie są podobne jak w przypadku azoospermii. Nasieniowody, przewody nasienne (łac. ductus deferens) – przewody (długość 40–50 cm) wyprowadzające plemniki z gruczołów płciowych męskich – jąder. U kręgowców nasieniowody wychodzą z najądrza i mają ujście na zewnątrz, albo w cewce moczowej. Ponadto u kręgowców nasieniowody wytwarzają pewne substancje zwiększające ruchliwość plemników. U ssaków nasieniowody współtworzą powrózek nasienny. Kapacytacja (uzdatnianie) – zmiany zachodzące w plemniku w drogach rodnych samicy umożliwiające zapłodnienie. Czas trwania kapacytacji wynosi około 3-7 godzin. W tym czasie osłonka glikoproteinowa leżąca nad akrosomem i białka płynu nasiennego zostają usunięte, następuje hiperaktywacja plemnika. Plemnik musi przejść kapacytację, aby mogła nastąpić reakcja akrosomowa – kolejny etap w procesie wnikania plemnika do oocytu. Reakcja ta jest odwracalna. Jest to także reakcja swoista gatunkowo, ponieważ plemniki wprowadzone do dróg rodnych samicy innego gatunku nie ulegają kapacytacji.

    Ginogeneza, gynogeneza, pseudogamia – specyficzna odmiana partenogenezy spotykana u niektórych płazińców, nicieni, pierścienic, ryb i płazów polegająca na indukowaniu rozwoju jaja przez plemniki innego gatunku bez procesu kariogamii. Plemniki jednak nie wnikają do komórki jajowej. Plemnik, spermatozoid – gameta męska, haploidalna komórka rozrodcza wytwarzana przez gonadę osobnika płci męskiej służące do rozmnażania płciowego. Plemniki występują zarówno u zwierząt, jak i u roślin, choć różnią się budową. U zwierząt plemnik jest zwykle ruchliwy, o długości zależnej od gatunku: od 40, u waleni, do 250 mikrometrów u niektórych chrząszczy (u człowieka długości ok. 50–60 µm).

    Dni płodne – okres, w którym może dojść u kobiety do zapłodnienia komórki jajowej przez plemniki. Choć komórka jajowa obumiera po 10-24 godzinach, okres dni płodnych wydłuża się ze względu na dłuższą (2-5 dni) żywotność plemników. Podczas średniego (28 dni) cyklu miesięcznego kobiety, z owulacją na ok. 14 dni przed miesiączką, dni płodne przypadają średnio na czas pomiędzy 10 a 18 dniem cyklu. Stosunek przerywany (łac. coitus interruptus) – metoda zapobiegania ciąży, polegająca na celowym szybkim wycofaniu penisa z pochwy na krótko przed zbliżającym się wytryskiem nasienia (ejakulacją). W efekcie nasienie – i zawarte w nim plemniki – nie trafiają do pochwy. Jest to bardzo niepewny sposób antykoncepcji, gdyż wydzielina wydobywająca się z prącia jeszcze przed wytryskiem (preejakulat) może zawierać plemniki, a nadto często nie udaje się partnerowi wycofać penisa przed rozpoczęciem wytrysku. Wskaźnik Pearla dla stosunku przerywanego ocenia się na 15-28, a przy perfekcyjnym użyciu 4.

    Strzałka miłosna – twarda, ostro zakończona struktura wapienna lub chitynowa, wytwarzana przez niektóre gatunki obupłciowych ślimaków. Kształt tych struktur jest różny w zależności od gatunku i może być pomocny przy klasyfikacji tych zwierząt. Rozmiar również jest zmienny, niekiedy znaczny: u rodzaju Primarion strzałka osiąga długość jednej piątej stopy ślimaka. Strzałki, wytwarzane jedynie przez dojrzałe płciowo osobniki, odgrywają rolę podczas rozmnażania ślimaków. Zanim dojdzie do zapłodnienia, oba osobniki usiłują wbić jedną lub więcej strzałek w ciało drugiego osobnika w dowolnym jego miejscu. Wbicie strzałki nie ma związku z samym procesem zapłodnienia. Hermafrodytyzm, obojnactwo, dwupłciowość, gynandromorfizm – zjawisko występowania w ciele jednego osobnika jednocześnie męskich i żeńskich gruczołów rozrodczych albo występowanie w jego ciele gruczołu obojnaczego wytwarzającego jaja i plemniki. Obojnactwo występuje często u zwierząt bezkręgowych i u roślin wyższych (u roślin nazywane jest obupłciowością lub androginią), rzadziej u kręgowców. U osobników hermafrodytycznych najczęściej zachodzi zapłodnienie krzyżowe, rzadziej samozapłodnienie – u roślin nazywane samopylnością.

    Dodano: 22.06.2009. 15:11  


    Najnowsze