Путь к успеху для рыбьей спермы

У самцов цихлид из озера Танганьика, размножающихся в пустых раковинах улиток, обнаружены различные тактики размножения, которые привели к появлению специализированной спермы: либо быстрой, либо долгоживущей.

Карликовые самцы против территориальных хозяев

В одном из видов крупные самцы собирают пустые раковины улиток, в которых размножаются самки. Они могут содержать гаремы до 20 самок одновременно. Недостаток в том, что эти самцы должны вырасти большими, чтобы переносить массивные раковины, и ждут возможности размножаться до двух лет.

Это открывает нишу для альтернативной тактики: крошечные «карликовые» самцы могут проникать в раковины во время нереста самки, пытаясь оплодотворить её икру изнутри. Эти самцы начинают размножаться рано, так как для успеха паразитической стратегии нужно вырасти лишь до небольшого размера. Предыдущие исследования показали, что альтернативные типы самцов у этого вида являются результатом менделевского, сцепленного с полом генетического полиморфизма.

Эякуляты этих разных типов самцов сталкиваются с разными задачами:

• Сперма карликовых самцов высвобождается рядом с икрой внутри раковины.
• Сперме самцов-хозяев гнезда приходится преодолевать не менее двух сантиметров, чтобы достичь икры, так как крупные хозяева слишком велики, чтобы войти в раковину.

Различные характеристики спермы

Измерения показали, что сперма карликовых самцов плавает быстро и целенаправленно с самого начала, тогда как сперма самцов-хозяев начинает движение медленнее, двигаясь к цели менее прямо.

Это различие в производительности окупается в итоге:

• Сперма карликовых самцов быстро теряет импульс и погибает через 2–3 минуты.
• Сперма самцов-хозяев сохраняется гораздо дольше, выживая во время долгого пути к цели.

Исследование, опубликованное в Science Advances, показало, что самцы, использующие разные тактики спаривания в пределах одного вида, могут производить высокоспециализированную, различную сперму, которая работает в соответствии с их конкретными условиями оплодотворения.

Это достигается за счёт разной морфологии сперматозоидов. Сперматозоиды самцов-хозяев имеют более крупные головки, что позволяет запасать больше энергии для продолжительного движения жгутика. Очевидно, это происходит за счёт снижения способности к направленному плаванию.

Таким образом, экология конкуренции спермы может приводить к сложным адаптациям на уровне гамет. Ключевой момент — приспособиться к конкретным вызовам пути к яйцеклетке: либо плыть быстро, но умереть молодым, либо двигаться медленнее, но сохраняться гораздо дольше.