Το σπέρμα ποντικιού είναι μακρύτερο από το σπέρμα ελέφαντα. Αυτός ο άνθρωπος έχει μια θεωρία.

Besykje Ús Ynstrumint Foar It Eliminearjen Fan Problemen

Eric Isselee

Ο Stefan Lüpold είναι ένας τύπος σπερματοζωαρίων. Ο Ελβετός εξελικτικός βιολόγος έκανε την εργασία του για τη σεξουαλική επιλογή και τα γεννητικά όργανα της νυχτερίδας, το διδακτορικό του στην εξέλιξη του σπέρματος των πτηνών και ένα μεταδιδακτορικό στο πώς ανταγωνίζεται το σπέρμα από μύγες φρούτων. «Με γοητεύει η σχεδόν απεριόριστη ποικιλομορφία τόσο στο μέγεθος όσο και στο σχήμα του σπέρματος», μου γράφει σε ένα email από τη Ζυρίχη, περιγράφοντας τον επιμέρους κλάδο που επέλεξε.

Του έστειλα email επειδή βρήκε πρόσφατα στοιχεία για να απαντήσει σε μια περίπλοκη ερώτηση: Γιατί το σπέρμα είναι τόσο περίεργο;

Τα ποντίκια, για παράδειγμα, έχουν σπέρμα διπλάσιο από τους ελέφαντες. Το μακρύτερο σπέρμα στον κόσμο ανήκει σε μύγα φρούτων. Και σε ολόκληρο το ζωικό βασίλειο, το σπέρμα παίρνει εξαιρετικά περίεργα και ποικίλα σχήματα και μεγέθη. Το σχήμα του γυρίνου που συνδέουμε περισσότερο με το σπέρμα δεν είναι καθόλου συνηθισμένο εκτός των θηλαστικών. Το σπέρμα αρουραίων και ποντικών μπορεί να έχει προσαρτήματα που μοιάζουν με γάντζο στα κεφάλια τους. «Σε ορισμένα είδη φαίνεται να επιτρέπουν στο σπέρμα να συνδεθεί από το κεφάλι τους και να σχηματίσει τα λεγόμενα τρένα σπερματοζωαρίων», λέει ο Lüpold. «Αυτές οι ομάδες σπερματοζωαρίων φαίνεται να κολυμπούν πιο γρήγορα από τα μεμονωμένα σπερματοζωάρια». Γοητευτικός!

Από εξελικτική άποψη, αυτό εγείρει ένα ενδιαφέρον ερώτημα: Γιατί τα σπερματοζωάρια είναι τόσο διαφορετικά μεταξύ των διαφορετικών ειδών όταν όλα έχουν τον ίδιο ακριβώς σκοπό - τη γονιμοποίηση ωαρίων;

Τέσσερα εξαιρετικά διαφορετικά σχήματα σπέρματος, όπως φαίνεται στο κείμενο Ο ανταγωνισμός σπέρματος και η εξέλιξη των συστημάτων ζευγαρώματος των ζώων (μόνο 700 σελίδες!) . Α) Σπέρμα Silverfish, Β) Σπέρμα σφουγγαριού. Γ) σπέρμα μαλακίων., Δ) σπέρμα σκαθαριού γυρινιδίου.

Ο ανταγωνισμός σπέρματος και η εξέλιξη του συστήματος ζευγαρώματος των ζώων

Ο Lüpold έχει μια θεωρία. Αναλύοντας το σπέρμα 100 ειδών θηλαστικών, αυτός και ένας συν-συγγραφέας βρήκαν ένα μοτίβο μέσα στο χάος: όσο μεγαλύτερο είναι το είδος, τόσο μικρότερο το σπέρμα. Τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο Πρακτικά Β , ένα περιοδικό της Βασιλικής Εταιρείας του Λονδίνου.

Γιατί η εξέλιξη θα ευνοούσε ένα τέτοιο μοτίβο; Ο Lüpold εξηγεί ότι το μακρύτερο σπέρμα έχει κάποια πλεονεκτήματα — είναι καλύτερα στο «αγκώνα» στην άκρη του ανταγωνισμού. Αλλά χρειάζεται επίσης πολλή ενέργεια για να δημιουργηθεί μακρύ σπέρμα, το οποίο τα μεγαλύτερα ζώα δεν μπορούν να αντέξουν οικονομικά. Οπότε είναι μια αντιστάθμιση:

Εάν δεν υπήρχαν περιορισμοί στην παραγωγή σπερματοζωαρίων και αν υποτεθεί ότι το μεγαλύτερο σπέρμα είναι πλεονεκτικό, κάθε αρσενικό πιθανότατα θα παράγει πολλά εντυπωσιακά μεγάλα σπέρματα. Αλλά στη φύση υπάρχουν πάντα περιορισμοί επειδή οι πόροι και η ενέργεια δεν είναι απεριόριστες. Για έναν όρχι δεδομένου μεγέθους, η παραγωγή μεγαλύτερων σπερματοζωαρίων σημαίνει ότι δεν μπορεί να παράγει τόσα πολλά από αυτά (η παραγωγή μεγάλου σπέρματος απαιτεί περισσότερους πόρους, ενέργεια και χρόνο).

Έτσι, εάν επενδύσετε περισσότερο στο μέγεθος ή στον αριθμό σπέρματος για να μεγιστοποιήσετε την ανταγωνιστικότητα του σπέρματος εξαρτάται πραγματικά από τις περιστάσεις, για παράδειγμα το μέγεθος της γυναικείας αναπαραγωγικής οδού. Στα μεγάλα είδη, η γυναικεία αναπαραγωγική οδός είναι τεράστια σε σύγκριση με το μικροσκοπικό σπέρμα, έτσι το σπέρμα μπορεί εύκολα να χαθεί ή να αραιωθεί σε αυτό. Τα αρσενικά πρέπει να αντισταθμίσουν μεταφέροντας περισσότερο σπέρμα. Το να κάνετε απλώς μεγαλύτερο σπέρμα δεν θα έκανε τη διαφορά σε έναν ελέφαντα. Θα έπρεπε να είναι απίστευτα μεγάλα. Έτσι, τα αρσενικά είναι καλύτερα να παράγουν πολλά μικροσκοπικά σπερματοζωάρια.

Αυτή η αντίστροφη συσχέτιση μεταξύ του μεγέθους του ζώου και του μεγέθους του σπέρματος μπορεί να είναι ένα σταθερό μοτίβο σε όλο το ζωικό βασίλειο. Σχεδόν όλα τα ζώα με σπέρμα μεγαλύτερο από το 10ο του χιλιοστού, εξηγεί, ζυγίζουν λιγότερο από ένα ή δύο κιλά. «Τα αποτελέσματά μας σίγουρα υποδεικνύουν ένα ενοποιητικό μοτίβο που είναι πιθανό να εξηγήσει μεγάλο μέρος της ποικιλομορφίας στο μέγεθος του σπέρματος θηλαστικών και, ενδεχομένως, πέραν αυτού», λέει, ενώ σημειώνει ότι χρειάζεται ακόμη περισσότερη έρευνα.

Το θηλαστικό με το μακρύτερο σπέρμα; Δεν είναι ο άνθρωπος. Αυτή η διάκριση ανήκει στο μέλι possum, ένα πολύ μικρό (μεγαλώνουν σε μήκος 3,5 ίντσες) μαρσιποφόρο που ζει στη δυτική Αυστραλία. Είναι αξιολάτρευτα. Το σπέρμα τους έχει μήκος 350 μικρόμετρα (0,014 ίντσες).

( Brent Barrett/Flickr )