Не каждый сперматозоид важен: более долгоживущие сперматозоиды производят более здоровое потомство

Исследование показало, что отбор более долгоживущих сперматозоидов в эякуляте самца приводит к рождению потомства с лучшими перспективами выживания в раннем возрасте и более высоким качеством во взрослом состоянии.

Исследование Университета Восточной Англии (Великобритания) и Уппсальского университета (Швеция) может иметь серьезные последствия для понимания адаптивной эволюции и для технологий вспомогательного оплодотворения, таких как ЭКО (IVF).

До сих пор считалось, что в животном мире все фертильные сперматозоиды в одном эякуляте одинаково способны производить жизнеспособное потомство. Исследование, опубликованное в журнале PNAS, на примере рыбки данио-рерио (Danio rerio) с внешним оплодотворением показало, что отбор среди интактных фертильных сперматозоидов в одном эякуляте влияет на приспособленность потомства, и эти различия передаются следующему поколению.

Ключевые результаты эксперимента:

• Потомство от отобранных долгоживущих сперматозоидов имело на 7% выше выживаемость, чем потомство от контрольных сперматозоидов.
• Сыновья, зачатые долгоживущими сперматозоидами, производили значительно более быстрые сперматозоиды.
• У взрослых самцов, зачатых такими сперматозоидами, успешность оплодотворения была выше на 4%.
• Самки, спаренные с такими самцами, откладывали на 20% больше икринок.

Методология:

Ученые использовали метод in vitro оплодотворения (IVF), чтобы контролировать время между активацией сперматозоидов (при контакте с водой) и оплодотворением. Сперматозоиды либо активировали сразу (короткое время активации, SAT), либо выдерживали до тех пор, пока 50% из них не теряли подвижность (длительное время активации, LAT), и затем добавляли к икринкам.

Выводы:

Исследование демонстрирует, что сперматозоиды с разными характеристиками в эякуляте одного самца также различаются по своему генетическому составу. Таким образом, гены в каждом сперматозоиде могут влиять на его качество. Отбор по одному признаку (долголетию) оказывает значительное влияние на приспособленность потомства, и этот эффект сохраняется в следующем поколении.

Эти результаты важны для понимания эволюционных процессов и могут быть критически важны для клинических и сельскохозяйственных технологий вспомогательного оплодотворения, которые в настоящее время пропускают многие естественные этапы отбора сперматозоидов внутри эякулята.

Исследование «Гаплоидный отбор в пределах одного эякулята повышает приспособленность потомства» опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).