Sperm Evrimi Sadece Dişilerin İçinde Yüzdüklerinde Güçlenir
Sperm boyutu, farklı hayvan türleri arasında önemli ölçüde değişir. Ama aynı işi – yumurtaları döllemek – paylaştıkları zaman sperm büyüklüğü neden bu kadar değişken? Yayınlanan yeni bir makalede Doğa Ekolojisi ve EvrimiStockholm Üniversitesi’nden araştırmacılar, hayvan sperm evriminin yalnızca sperm dişilerin içinde yüzdüğünde aşırı yüklendiğini gösteriyor.
Sperm, bir tatlı su rotiferinde 0.002 milimetreden bir meyve sineğinde yaklaşık 6 santimetreye kadar değişen, bilinen en değişken hücre tipidir. Spermin neden bu kadar değişken olduğunu açıklamak, son 100 yılda evrimsel biyolojide ana odak noktası olmuştur, çünkü sperm, hangi organizmadan olursa olsun, her zaman aynı işleve sahiptir: yumurtaları döllemek.
Stockholm Üniversitesi Zooloji Bölümü’nden araştırmacı Ariel Kahrl, “Araştırmacılar genellikle spermin yumurtaları döllemek için nasıl rekabet ettiğine veya dişilerin hangi spermin yumurtalarını nasıl dölleyeceğini seçtiğine odaklanarak sperm çeşitliliğini açıklamaya çalışırlar” diyor.
“Ancak bulmacanın eksik bir parçası olduğu ortaya çıktı – sperm ve yumurtaların buluştuğu yer de sperm boyutunu etkileyebilir.”
Döllenme konumunun sperm evrimini nasıl etkilediğini incelemek için araştırmacılar, mercanlardan insanlar da dahil olmak üzere memelilere kadar 3.200’den fazla hayvan türünden sperm büyüklüğü hakkında veri topladı ve her türü sperm ve yumurtaların buluştuğu yere göre sınıflandırdı.
“Memeliler, kuşlar ve böcekler gibi iç döllenme olan türlerde sperm dişinin vücudundaki yumurtaları döllerken, deniz kestanesi ve birçok balık türü gibi dış döllenme olan türlerde sperm ve yumurtalar suya salınır ve döllenme dişinin vücudunun dışında gerçekleşir. dişinin vücudu,” diye açıklıyor Ariel Kahrl.
Araştırmacılar, dış döllenme kullanan hayvanlardan alınan spermlere kıyasla, iç döllenme kullanan hayvanlarda spermin ortalama altı kat daha uzun olduğunu ve daha hızlı boyut değiştirdiğini buldular.
Zooloji profesörü ve makalenin yazarı Rhonda Snook, “Sperm dışarıdan salındığında, seleksiyon, erkeklerin çok fazla sperm üretmesine izin vermek için sperm boyutunu küçük tutar” diyor. “Ancak sperm iç gübrelerde dişilere aktarıldığında, erkekler daha büyük spermlerle daha iyi rekabet edebilir ve dişiler yumurtaları daha büyük spermlerle döllemeyi tercih edebilir.”
Araştırmacılar ayrıca, omurgasızlarda bulunan, spermin dışarıdan salındığı ve daha sonra dişiler tarafından sudan süzüldüğü ve daha sonra yumurtaları dişinin içinde döllediği spermcasting adı verilen üçüncü bir döllenme biçimini inceledi.
Stockholm Üniversitesi Zooloji bölümünde doçent ve çalışmanın kıdemli yazarı John Fitzpatrick, “Sperm dökümü, bize döllenme sürecinin hangi bölümünün sperm evrimini etkilediğini görme fırsatı veren iç ve dış döllenmelerin bir karışımını temsil ediyor” diyor.
Sperm sunucularında, çalışma, spermin dış gübreler gibi küçük olduğunu, ancak iç gübreler gibi hızla evrimleştiğini buldu.
“Sonuçlarımız açıkça gösteriyor ki, sperm ve dişiler arasındaki etkileşimler, bugün hayvanlarda gördüğümüz sperm büyüklüğündeki muazzam çeşitliliği oluşturmaya yardımcı oluyor. John Fitzpatrick, “Sperm ve dişiler arasındaki etkileşim potansiyeli ne kadar büyük olursa, sperm o kadar hızlı evrimleşir” diyor.
İnsanlar içsel gübreler olduğuna göre, bu erkeklerin spermlerinin süper büyük olduğu anlamına mı geliyor? Görünen o ki durum böyle değil; insan spermleri, spermlerini suya bırakan hayvanlarla yaklaşık olarak aynı boyuttadır.
“İnsanlar gibi büyük bedenli hayvanlarda sperm, dişinin üreme kanalında seyreltilir. Sperm açısından bakıldığında, dilüsyonun dişinin içinde mi yoksa okyanusta mı meydana geldiği önemli değildir – seyreltme spermi küçük tutar. Sadece sperm dişinin içindeki küçük boşluklara hapsedildiğinde, sperm süper boyuta ulaşır” diye açıklıyor Ariel Kahrl.
Referans: “Döllenme modu, hayvan yaşam ağacında sperm uzunluğu gelişimini yönlendirir” 21 Haziran 2021, Doğa Ekolojisi ve Evrimi.
DOI: 10.1038 / s41559-021-01488-y
Çalışma hakkında daha fazla bilgi
Döllenme ortamının, 60 yıldan fazla bir süredir sperm boyutunun nasıl olduğunu etkilediği fikri. Ancak araştırmacılar, hayvan evrimi boyunca bu fikri test edemediler. Makalede, Stockholm Üniversitesi’nden araştırmacılar, şimdiye kadar bir araya getirilmiş en büyük sperm morfolojisi veritabanını derlediler ve sperm dişinin vücudunda çalıştığında sperm boyutunun hızla arttığını ve değiştiğini gösteriyor.
.