精子长度达身体20倍,它是怎么做到的|显微镜

  来源:科研圈

  这并非源于雄性的自负,而是源自雌性的身体。

图 | JaredZammit, CC BY-SA 2.0图 | JaredZammit, CC BY-SA 2.0

  在人体中,也许不存在比精子更有"野心"的细胞了,它有着足够的耐心等待着成为完整的生物体,也是唯一一个执行此类任务的细胞:离开自己的"家园",然后努力活到能够进行繁殖的时刻。

  为了达成这一目标,精子已经演化成了所有细胞中最与众不同的那一个。我们中的大部分人都会把精子想象成一个长着脑袋和长长尾巴的小个头游泳健将,但其实,精子细胞的外观会根据它们所属的不同物种而存在差异。比如,甲壳纲动物介形虫(ostracods)的精子几乎完全由头部组成;而一些软体动物则会产生一种巨大的精子"助手"——精子束(spermatozeugma),它能够让小个头的"游泳健将"们黏附于上,就如同那些挤在公交车上的通勤者们紧紧抓住的车扶手。

  比精子在外观上的差异更令人惊叹的是它们在大小上的不同。最具代表性的例子是一种名为二裂果蝇(Drosophila bifurca)的北美果蝇,它身长只有几毫米,然而产生的精子长度可超过 7 厘米,达到了身体长度的 20 倍。

自然界中不同形态的精子。a。海胆的精子;b。猪蛔虫的爬行态精子;c。已知的最长精子——二裂果蝇的精子;d-f。来自不同植物的精子,分别拥有 2-1000 多根鞭毛;g,h。 两种鸟类精子。| https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10265-017-0936-2自然界中不同形态的精子。a。海胆的精子;b。猪蛔虫的爬行态精子;c。已知的最长精子——二裂果蝇的精子;d-f。来自不同植物的精子,分别拥有 2-1000 多根鞭毛;g,h。 两种鸟类精子。| https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10265-017-0936-2

  即使考虑到身体比例,二裂果蝇的精子也是世界上最长的,这甚至让人类、黑猩猩、鱼类、鲨鱼乃至鲸鱼的精子相形见绌,也远超那些能产生巨型精子的动物。当然,还有很多其它无脊椎动物也能产生尺寸相当大的精子,比如蚰蜒属的蜈蚣以及大仰蝽属的仰泳蝽。

  这些巨型精子的起源一直是个谜。不过 2021 年 6 月一项发布在《自然-生态学与进化》(Nature Ecology & Evolution)上的研究揭示了巨型精子的真正驱动因素,以及导致其整体多样性的原因:

  雌性的受精模式

  走近"巨型精子"

  Ariel Kahrl 是瑞典斯德哥尔摩大学(Stockholm University)的进化生物学家,也是这篇论文的合著者之一。她解释说,她和她的同事很想了解一下精子演化的方式和原因。

  他们的研究能够回答很多问题,诸如为什么二裂果蝇的精子大小会是它们身体的 20 倍。Kahrl 说:"这就像是把一粒米和一辆火车放在一起作比较。此前,很多人试图通过观察特定的群体来理解巨型精子的来源,比如鸟类、鱼类和昆虫,但从没有人尝试着后退一步,在更为广泛的自然体系中用演化的规律去解读.............

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