Суперген на половой хромосоме контролирует размер, форму и скорость плавания сперматозоидов у птиц

Размер и скорость плавания сперматозоидов у птиц контролируются единым супергеном, как показало новое исследование Университета Шеффилда.

Сперматозоиды наследуют форму и скорость от отца, но гены, ответственные за это, были неизвестны. В новом исследовании, опубликованном в Nature Ecology & Evolution, учёные использовали зебровых амадин в качестве модели.

Исследование показало, что форма, размер и скорость плавания сперматозоидов обусловлены супергеном — группой генов, расположенных рядом на хромосоме и наследуемых как единое целое.

Как и у людей, у птиц есть половые хромосомы: самцы имеют две Z-хромосомы, самки — Z и W. Суперген, влияющий на сперматозоиды, находится на Z-хромосоме и возник из-за её структурных перестроек. Существуют три разные ориентации Z-хромосомы (A, B и C), которые эволюционировали независимо тысячи, возможно, миллионы лет.

Поскольку у самцов две копии Z-хромосомы, они могут иметь либо две одинаковые (например, AA), либо две разные (например, AB) копии супергена. Самцы с разными версиями супергена (гетерозиготы) имеют лучшие сперматозоиды: с длинной средней частью, длинным хвостом, высокой скоростью плавания и большим успехом в оплодотворении в условиях конкуренции. Это явление известно как преимущество гетерозигот.

Учёные полагают, что лучшее понимание влияния формы и размера сперматозоидов на успех оплодотворения у животных, таких как зебровая амадина, может указать новые направления для исследований в области человеческой фертильности.

Исследование опубликовано вместе с работой Вольфганга Форстмейера и коллег из Института орнитологии Общества Макса Планка.