Tajemnice biologii zapłodnienia

Pociąg do jaja
Kopulacja nie jest finałem wojny o zapłodnienie, lecz ledwie pierwszą bitwą. To, kto ostatecznie wygra bój o przekazanie genów potomstwu, decyduje się podczas zagadkowej walki, jaka toczy się wewnątrz dróg płciowych samicy.
Wokół komórki jajowej, nim dojdzie do zapłodnienia, rozgrywa sie prawdziwa batalia
James.S/PantherMedia

Wokół komórki jajowej, nim dojdzie do zapłodnienia, rozgrywa sie prawdziwa batalia

W pierwszej chwili można to wziąć za perwersyjne filmy pornograficzne. Widać bowiem na nich, jak dr Patricia Brennan z Yale University pobudza seksualnie samce kaczek. Przeciwnie do 97 proc. ptaków, które obywają się bez penisa, kaczory nie dość, że mają męski członek, to jeszcze wyjątkowo długi i pokrętny. W stanie spoczynku dość dobrze ukrywa się on wewnątrz ciała. Gdy jednak kaczory się podniecą, ich organizm szybko pompuje limfę do organu rozrodczego, który nagle wystrzeliwuje w całej swej okazałości.

Samcom, które udało się badaczce podniecić, dr Brennan podstawiała przeróżnego kształtu naczynia, imitujące żeńskie narządy rozrodcze. Pierwsze urządzenia, zbudowane z silikonu, pękały pod wpływem wielkiej siły rosnącego penisa. Dr Brennan przerzuciła się na szklane rurki. Tym razem się udało. Mogła teraz filmować działanie przedziwnego organu kaczorów. By jednak docenić jej wysiłek i zrozumieć, po co właściwie to robiła, dobrze jest najpierw cofnąć się o kilkadziesiąt lat.

Wojna plemników

W owym czasie biolodzy zaczęli sobie uświadamiać, że obowiązujący model doboru seksualnego jest dalece niepełny. Zakładał on przecież, że to samce odgrywają decydującą rolę w walce o zapłodnienie. Najpierw toczą zażartą rywalizację o samicę – po to im piękne pióra, skomplikowane tańce, pieśni godowe, poroża, kły. Rola samicy miała być raczej bierna. Wybierała zwycięzcę i pozwalała mu na kopulację. Potem zajmowała się już tylko wychowywaniem potomstwa.

Tymczasem niespodziewanie odkryto, że samice licznych gatunków zwierząt, częściej niż przypuszczano, spółkowały z licznymi partnerami. Nawet te, które uważano za wzór wierności, nie gardziły romansami. W ich drogach płciowych mieszała się zatem sperma różnych osobników. W takiej sytuacji kopulacja zakończona wytryskiem w pochwie nie mogła być finałem wojny o zapłodnienie. Po ejakulacji nadchodził czas na wojnę plemników. Za oczywistą przyjmowano hipotezę, zgodnie z którą biły się między sobą tylko męskie komórki rozrodcze rywali. I znajdywano mocne dowody na jej poparcie.

Pierwszym orężem w bitwie o jajo miała być po prostu produkcja jak największej ilości nasienia. Im silniejsze ryzyko, że samica kopuluje w krótkim czasie z wieloma partnerami, tym bardziej samcom opłacałaby się masowa produkcja spermy. Widocznym tego objawem stają się powiększone jądra. Biolodzy porównali na przykład męskie narządy rozrodcze dwóch blisko spokrewnionych gatunków amerykańskich gryzoni: rozwiązłego Peromyscus maniculatus i monogamicznego Peromyscus polionotus. Jądra tego pierwszego są aż trzykrotnie większe niż drugiego!

Podobną prawidłowość odkryto u ssaków naczelnych. „Podczas owulacji samica szympansa kopuluje do pięćdziesięciu razy dziennie z dziesiątką różnych samców. W odpowiedzi na to samce wytworzyły olbrzymie jądra, ważące ponad 100 g, do produkcji spermy – pisze Geofrrey Miller w książce „Umysł w zalotach”. – Na drugim krańcu znajdują się samce goryli, które czujnie i zdecydowanie pilnują haremów i nie tolerują żadnej rywalizacji plemników, wobec czego mają bardzo małe jądra. Według standardów naczelnych, ludzkie jądra są średniej wielkości, co wskazuje na to, że nasze pramatki dość często kopulowały z więcej niż jednym samcem na miesiąc”.

Ilość nie zawsze jednak wystarcza do wygrania wojny. Plemników może być dużo, ale jeśli zostaną prześcignięte przez rywali, ich geny sczezną bezdzietnie. Dlatego męskie komórki rozrodcze gatunków promiskuistycznych płyną też szybciej i z większą siłą. Badania z 2007 r. udowodniły, że wśród ssaków naczelnych prym w tej dyscyplinie wiodą, jak nietrudno się domyślić, plemniki szympansów oraz rezusów. Goryle mają najwolniejsze nasienie. Ludzie znów zajmują miejsce pośrednie.

Kamikadze z haczykiem

Często jednak duża ilość plemników nie wystarcza, by dopaść jaja przed innymi. Plemniki chwytają się więc sprytniejszych sposobów. Męskie komórki rozrodcze niektórych gryzoni mają na główkach rodzaj haczyków, za pomocą których mogą się ze sobą sczepiać. Tworzą wówczas grupy, zwane pociągami, liczące do stu plemników. Taka gromada ma większą szybkość oraz siłę, dzięki czemu może wyprzedzić rywali w wyścigu do komórki jajowej. Pociągi wykryto choćby w spermie myszy zaroślowej, szczura wędrownego i amerykańskich gryzoni z rodzaju Peromyscus. Te ostatnie zyskały dodatkową sławę dzięki pracy opublikowanej na początku 2010 r. w „Nature”. Heidi Fisher i Hopi Hoekstra z Harvard University zauważyły, że plemniki Peromyscus potrafią rozpoznać swoich braci i odróżnić ich od konkurentów. Jeśli wymiesza się spermę kilku samców, to męskie komórki rozrodcze tworzą pociągi złożone głównie z krewniaków. Nawet jeśli to będzie nasienie od rodzonych braci, plemniki i tak rozpoznają kolegów pochodzących z tych samych jąder i to z nimi będą współpracować w wyścigu do jaja.

U wielu gatunków współpraca między braćmi plemnikami posunięta jest aż do najdalszego poświęcenia. Duża część z nich w ogóle traci zdolność zapłodnienia, a ich jedyną funkcją pozostaje pomoc płodnym komórkom rozrodczym z własnego grona. Brytyjscy zoolodzy, Robin Baker i Mark Bellis, ukuli dla nich nazwę plemniki kamikadze. Wyróżnili dwa ich rodzaje, które określili mianem blokerów oraz zabójców. Komórki zaś odpowiedzialne za zapłodnienie nazwali zdobywcami. Robin Baker opublikował potem popularnonaukową książkę „Wojny plemników”, w której wyjaśnił te idee na przykładzie zachowań seksualnych ludzi. Przeciętna porcja nasienia, jakie mężczyzna wprowadza w pochwę kobiety, składa się z ok. 300 mln plemników. Z tego aż 250 mln to zabójcy, 50 mln – blokerzy i zaledwie 0,5 mln – zdobywcy. Plemniki zabójcy – jak pisze Baker – „kręcą się to tu, to tam w poszukiwaniu plemników innych mężczyzn, by je zniszczyć. Za każdym razem, kiedy plemnik zabójca napotka inny plemnik, sprawdza związki chemiczne na powierzchni jego główki. Jeśli są one identyczne jak jego własne, zabójca rozpoznaje sprzymierzeńca i przystępuje do dalszych poszukiwań”. Gdy natrafi na rywala, „próbuje czubkiem swojej głowy ugodzić go śmiertelnie we wrażliwszą stronę główki, za każdym razem stosując odrobinę trującej substancji. Ukłuwszy kilka razy, przesuwa się dalej, pozostawiając uszkodzony plemnik, który ginie”.

Zadanie blokerów polega zaś na niedopuszczeniu, by plemniki rywala wdarły się w pobliże jaja. Umiejscawiają się więc w śluzie szyjki macicy i w ten sposób zatykają drogę do jej wnętrza. Wyglądają jak ociężałe zawalidrogi, często niekształtne, dziwaczne. Im jednak bardziej nieforemne mają kształty, tym lepiej blokują przejście do jaja. „Plemniki z poskręcanymi ogonkami, z wygiętymi częściami środkowymi, z dużymi »plecakami«, dużymi główkami lub z dwiema, trzema, czterema główkami mogą bardzo skutecznie zablokować każdy z wąskich kanalików w śluzie” – pisze Baker.

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną