Спермовые войны: Эволюционный биолог подготовил международный спецвыпуск о конкуренции сперматозоидов

Почему самцам животных ежедневно требуются миллионы сперматозоидов для размножения? И почему вообще существует два пола? Эти и связанные с ними вопросы рассматриваются в последнем выпуске исследовательского журнала Molecular Human Reproduction, опубликованном 16 октября 2014 года. Эволюционный биолог Стивен Рамм из Билефельдского университета подготовил этот спецвыпуск, посвящённый конкуренции сперматозоидов.

В природе нередки случаи, когда самка спаривается с несколькими самцами подряд — яркий пример — шимпанзе. «Сперматозоиды разных самцов затем конкурируют внутри самки за оплодотворение яйцеклеток, — говорит Рамм. — Как правило, побеждает лучший сперматозоид. Это может зависеть от его скорости или количества переданной спермы. Также может быть полезной вязкая семенная жидкость, которая застревает в половых путях самки, пытаясь сдержать сперматозоиды других самцов».

Когда сперматозоиды одного самца конкурируют со сперматозоидами другого, производимые ими клетки должны быть хорошо приспособлены к этой «борьбе за яйцеклетку». «Производство оптимального типа сперматозоидов происходит в семенниках, во время сперматогенеза», — объясняет Рамм. Этой теме посвящена его собственная статья, написанная совместно с тремя коллегами из университетов Базеля (Швейцария) и Мюнстера.

Сперматозоиды считаются самым разнообразным типом клеток во всём животном мире. Исследователи описывают, как формируются разные сперматозоиды, например, у мух, круглых червей и позвоночных. Они также показывают, что важна не только количество спермы, но и её форма. «Даже просто размер отдельного сперматозоида может дать конкурентное преимущество», — говорит Рамм. Наряду с крошечными человеческими сперматозоидами, которые плавают с помощью хвоста, существуют, например, сферические и ползающие сперматозоиды или даже гигантские сперматозоиды, которые больше самца, который их производит.

Эволюционные биологи изучают, как живые существа развивались на протяжении миллионов лет, уделяя особое внимание их адаптации к окружающей среде. «Главная задача нашего спецвыпуска — попытаться понять, почему размножение у животных происходит именно так, как происходит, — говорит Рамм. — В долгосрочной перспективе эти знания могли бы, например, помочь репродуктивным биологам генетически модифицировать сперматозоиды, чтобы увеличить шансы на оплодотворение. Одним из возможных применений таких методов могло бы стать содействие сохранению исчезающих видов».

Д-р Стивен Рамм занимается исследованиями на факультете биологии Билефельдского университета с 2012 года. Одна из его тем в отделе эволюционной биологии — выявление характеристик самцов животных, которые позволяют им успешно размножаться. В 2006 году Рамм защитил докторскую диссертацию в Ливерпульском университете (Англия), где продолжал исследования до 2009 года, после чего работал в университетах Инсбрука (Австрия) и Базеля (Швейцария). Рамм руководит проектом «Функциональная и эволюционная генетика семенной жидкости», финансируемым Немецким исследовательским фондом (DFG), а также отвечает за исследовательский проект ЕС «SpermEvolution».