26. ledna 2010 11:27 Lidovky.cz > Relax > Věda

Spermie v závodech k cíli ignoruje i bratra

Světélkující spermie pod mikroskopem | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Světélkující spermie pod mikroskopem | foto:  Šimon, Lidové noviny

Spolupráce pohlavních buněk stejného jedince a důsledné ignorování všech ostatních spermií zvyšuje šanci na prosazení vlastních genů. K tomuto triku sahají promiskuitní hlodavci.

Spermie v některých případech uzavírají spojenectví a pomáhají si s cílem dosáhnout při plavbě k vajíčku vyšší rychlosti. Studie otištěná v posledním čísle vědeckého časopisu Nature přináší první doklady o tom, že pohlavní buňky jsou ochotny spolupracovat jen s těmi spermiemi, které pocházejí ze stejného samce. Z toho plyne překvapující poznatek: miniaturní spermie dokážou vnímat genetické odlišnosti. 
    V sexu jednoznačně platí, že vítěz bere vše. Když se ze samčího pohlavního orgánu vnořeného do vagíny uvolní spermie, začíná nelítostný závod, jehož cílem je vajíčko. Každé vajíčko může oplodnit vždy jen jedna spermie. Proto jsou pro samčí pohlavní buňku ostatní spermie konkurenty. Pokud je nedokáže předhonit, zahyne a genetická informace, kterou nese, je nenávratně ztracena. Každá spermie bojuje jen sama za sebe. 
    Jako snad každé pravidlo stanovené přírodou má i toto své výjimky. Spermie myší, křečků a dalších hlodavců se totiž „naučily“, že spolupráce může být výhodná. U mnoha druhů hlodavců se samičky během relativně krátké doby postupně páří s více partnery. Spermie v tomto případě soupeří i s rivaly, které do závodu vypustili další samci. To zásadně mění situaci. 
    Pohlavní buňka od stejného „autora“ je dané spermii po genetické stránce bližší než kterákoli jiná od konkurence. Z hlediska genů je tedy logické, že spermie dělají rozdíly mezi „cizími“ a „vlastními“. A spermie se skutečně podle této logiky řídí. Jak je to možné? 

K vajíčku míří pendolino
Od samčích pohlavních buněk ostatních savců se spermie hlodavců liší podivným, na hlavičce umístěným háčkem. Dlouhá léta nikdo neměl o jeho účelu ponětí a zřejmě po něm ani nikdo nepátral. 
    Teprve před necelými deseti lety zjistil britský vědec Harry Moore z univerzity v Sheffieldu, že háček spermie využívají k vzájemnému propojení a k sestavení jakéhosi vláčku. Ten může být tvořen i několika stovkami spermií. 
    Síla tolika bičíků je pořádně znát. Mezi neorganizovanými a „zaháčkovanými“ spermiemi je asi takový rozdíl jako mezi obyčejným rychlíkem a pendolinem. Spermie tvořící vláček jsou až o padesát procent rychlejší, než když bojují na vlastní pěst. 
Na Moorově výzkumu se významně podílela česká bioložka Kateřina Hortová z Přírodovědecké fakulty UK. Pod dívčím jménem Dvořáková je uvedena i mezi čtyřmi autory studie, kterou v roce 2002 zveřejnil časopis Nature. 
    Schopnost vytvořit ze spermií řetízky vznikla kdysi dávno náhodnou mutací. Byla natolik výhodná, že samci vybavení touto vlastností v populaci brzy převládli. Vědci se přesvědčili, že mezi dnešními hlodavci není jediný druh, v jehož ejakulátu by se „vláčky lásky“ netvořily.

Who is who mezi spermiemi
Tak těsná spolupráce ale není bez rizika. Vzájemné propojení samčích pohlavních buněk může spustit chemickou reakci, následkem které se některé spermie mohou stát neplodnými. Pustit se do takového hazardu je výhodné jen tehdy, když ve vláčku jasně dominují vlastní geny. Dosud se mělo za to, že spermie jednoduše „navazují spojenectví“ se svými nejbližšími sousedy. Ti by s velkou pravděpodobností měli být od stejného samce, protože do reprodukčního ústrojí samice vstoupily ve stejnou dobu, a podmínka větší genetické podobnosti by tak byla splněna. 
    Ukazuje se, že spermie nespoléhají jen na slepou náhodu a příbuzenství si dokážou ověřit. Prokázala to harvardská bioložka Heidi Fischerová spolu se svou kolegyní Hopi Hoekstrovou. 
    Cestu k odhalení mechanismu, jakým spermie zjišťují, kdo je kdo, poskytlo zkoumání dvou druhů hlodavců se zásadně odlišnými rozmnožovacími zvyklostmi. Bioložky porovnávaly sperma vysoce promiskuitních křečků dlouhoocasých (Peromyscus maniculatus) a monogamních křečíků bělonohých (Peromyscus leucopus). Spermie označily červeně nebo zeleně světélkujícím barvivem, takže bylo možné určit, od kterého samce ta která zárodečná buňka pochází, a na Petriho misce sledovaly jejich pohyb. 

Když vláček, tak jednobarevný
Spermie monogamních křečíků tvořily vláčky s každou zárodečnou buňkou, která byla po ruce, přesněji „po bičíku“. Zato spermie křečků dlouhoocasých si „parťáky“ pečlivě vybíraly. Kdo nepocházel od stejného otce, ten se do pelotonu zařadit nemohl. Nespolupracovaly dokonce ani s nejbližšími příbuznými, ignorovaly i spermie pocházející od bratra. 
    Pod mikroskopem bylo jasně patrné, že vznikaly buď zcela červené, nebo zcela zelené vláčky. Zatím není jasné, jakým „smyslem“ se spermie vnímají. 
    „Závod mezi spermiemi mířícími k vajíčku je nelítostný, ale nikdy to není drsnější, než když soutěží buňky více samců,“ říká Heidi Fischerová. Každá pomoc od spřízněných partnerů je v boji vítána. 
    „Ať je podstata umožňující rozpoznávání příbuznosti jakákoli, je jisté, že jde o velmi různorodý faktor, něco jako otisky prstů,“ vysvětluje Fischerová. 
    Tyto „otisky“ mají zřejmě genetický základ, domnívá se objevitel fenoménu spolupracujících spermií Harry Moore. Cílem, k němuž nyní vědci směřují, je identifikace konkrétních genů, které formování koalic umožňují. 
    Objev je hezkou ilustrací faktu, že v biologii je ještě mnoho otázek, k jejichž vyřešení lze dojít jen s pomocí relativně jednoduchých metod. K samotnému objevu spolupracujících spermií stačil pouhý mikroskop, zdatný kocour a náhoda. Harry Moore si jednou všiml, že ulovený samec myšice křovinné, kterým se přišel pochlubit jeho kocour, má mimořádně vyvinutá varlata. Hned první vyšetření lesního hlodavce v laboratoři ukázala řetězy tvořené až stovkami spolupracujících spermií. 
    Stejně si vypomáhají i spermie běžných laboratorních potkanů a myší, snad nejlépe prozkoumaných savců vůbec. Vědcům jev tak dlouho unikal nejspíš kvůli tomu, že myší vláčky jsou kratší, a vydrží tak pohromadě jen několik minut. Spermie myšice křovinné se dokážou táhnout za jeden řetěz i hodinu a půl. 
    Tyto okolnosti vědce motivují ke zkoumání dalších druhů zvířat. Víc než 95 procent všech savců je promiskuitních. Je docela možné, že nějakou formu spolupráce spermií se povede objevit i mimo řád hlodavců.

Partner nechce být u porodu, mám ho přemlouvat?
Partner nechce být u porodu, mám ho přemlouvat?

Ahoj, prosím poraďte mi, jak se s tím srovnat.