Скрытый выбор. Яйцеклетки оказались разборчивее женщин
Шведские и британские ученые выяснили, что отца будущего ребенка выбирает не столько сама женщина, сколько ее яйцеклетка. В экспериментах сперматозоиды по неизвестной пока причине стремились к одним яйцеклеткам и полностью игнорировали другие. Как предполагают исследователи, это один из скрытых механизмов полового отбора, присущего многим животным. Это объясняет неравновесное распределение полов в популяциях — в частности, у людей мальчики рождаются чаще, чем девочки.
Клеточное соблазнение
У многих животных выбор партнера не ограничивается внешними ухаживаниями. Даже после совокупления высока вероятность того, что беременность не наступит. Последнее слово всегда остается за яйцеклетками, вырабатывающими хемоаттракты — особые химические вещества, привлекающие или, наоборот, отталкивающие сперматозоиды.
На мембране мужских половых клеток есть специальный белок, описанный всего два года назад. По структуре он напоминает ионные каналы, которые находятся на поверхности клеток сердца и управляют, например, сердцебиением. Без этого белка — а в экспериментах ученые подавляли его действие — сперматозоиды не способны ориентироваться по химическим сигналам яйцеклеток и найти их.
Правда, о том, как именно женские половые клетки привлекают одних "мужчин" и отпугивают других, общего мнения нет до сих пор.
Разборчивые яйцеклетки
Австралийские ученые считают, что скрытые предпочтения яйцеклеток — это дополнительный способ избежать инбридинга — близкородственного скрещивания, которое приносит слабое и дефектное потомство, угрожая выживанию всей популяции.
Исследователи наблюдали за спариванием сверчков Teleogryllus oceanicus. Каждой самке досталось по два кавалера, и один из них был ее братом. Выяснилось, что если половой акт случался с обоими самцами, то неродственник становился отцом большей части потомства.
Дальнейшие эксперименты показали, что окончательный выбор делается уже после спаривания. При копуляции самец прикрепляет самке мешочек со спермой, попадающей затем по половым путям в особое хранилище — сперматеку. Там находится сперма от разных самцов и яйца оплодотворяются, только когда созревают, непосредственно перед откладыванием.
Поэтому сверчки и после полового акта стараются не отходить от самки, продолжают за ней ухаживать. Это тоже влияет на выбор отца. Если речь идет о неродственных особях, победит самец, который оставался с самкой до последнего.
Авторы работы предполагают, что самка распознает самца по составу углеводородов в кутикуле, оценивает его качество и, если ее что-то не устраивает, мышечным сфинктером не пускает сперму в сперматеку. Это позволяет избежать близкородственного скрещивания даже в условиях спаривания сразу с несколькими особями.
Отказать после секса
Последнее "слово" остается за яйцеклеткой и у гребневиков — животных, напоминающих медуз — и пресноводных раков. Среди млекопитающих — как минимум у мышей.
В 2015 году австралийские биологи поместили в чашку Петри мышиные яйцеклетки и смесь сперматозоидов разных самцов — в том числе близких родственников самки. Яйцеклетки взаимодействовали только с неродственниками. Ученые сделали вывод, что это способ избежать инбридинга и, скорее всего, так происходит у многих млекопитающих.
Пять лет спустя такой же эксперимент поставили с человеческими половыми клетками. Шведские и британские исследователи погрузили в чашку Петри два микрокапилляра с фолликулярной жидкостью — она окружает яйцеклетку внутри яичника и сохраняется какое-то время после овуляции. Именно в ней находятся хемоаттракты, действующие на мужские половые клетки.
Затем в пробирку запускали сперматозоиды и смотрели, сколько их проплывает по микрокапилляру. Причем фолликулярная жидкость могла быть как от своей партнерши, так и от чужой — половые клетки ученые получили из клиники, занимающейся искусственным оплодотворением. Выяснилось, что одна из жидкостей — и необязательно партнерши — всегда была привлекательнее для сперматозоидов. В среднем в час "родную" жидкость выбирали 516 сперматозоидов, а чужую — 442.
При этом их скорость не менялась, куда бы они ни направлялись. Значит, все определялось яйцеклетками, а не вязкостью среды.
По мнению авторов работы, дискриминация сперматозоидов может быть связана с генетической совместимостью партнеров. Это проливает свет на случаи бесплодия у некоторых здоровых пар — как и на то, что мальчиков в среднем рождается больше, чем девочек.