Когда сотрудничество имеет значение: исследователи обнаружили, что сперматозоиды мышей получают пользу от объединения в группы

Хотя обычно считается, что конкуренция между отдельными сперматозоидами высока, ученые из Гарварда показали, что у некоторых видов сперматозоиды образуют кооперативные группы, позволяющие им плыть по более прямому пути к яйцеклетке.

Новое исследование, проведенное Хайди Фишер из лаборатории Хопи Хукстра и Лукой Джоми из лаборатории Л. Махадевана, показало, что у вида оленьих мышей Peromyscus maniculatus, известного промискуитетом, сперматозоиды слипаются, чтобы плыть более прямолинейно. Исследование описано в статье от 23 июля в Proceedings of the Royal Society B.

«Мы поняли, что хотя их общая скорость совсем не увеличивалась, время, необходимое им, чтобы добраться из точки А в точку В, уменьшалось — они плыли по более прямой линии», — сказала Хайди Фишер.

Исследование также показало, что:

• Сперматозоиды промискуитетных мышей чаще образовывали сгустки оптимального размера.
• По сравнению со сперматозоидами Peromyscus polionotus — близкородственного, но моногамного вида — эта черта, вероятно, обусловлена половым отбором.

Новая работа основана на исследовании 2010 года из лаборатории Хукстра, которое показало, что сперматозоиды предпочитают слипаться с клетками того же самца. Махадеван предложил создать математическую модель, чтобы понять, получают ли сперматозоиды преимущество от объединения в группы и как именно.

«Я прочитал статью и подумал, что мы можем создать количественную теорию их наблюдений», — сказал Махадеван. — «В этом контексте… вопрос был: возможно ли заставить агрегат работать лучше, чем отдельную особь?»

Модель предсказала, что преимущество в прямолинейности движения достигает оптимума при определенном размере группы. Эксперименты подтвердили это:

«Мы обнаружили, что у обоих видов оптимум составляет около восьми клеток, как и предсказывала модель, но у промискуитетного вида было гораздо меньше групп, которые были слишком большими или слишком маленькими», — пояснила Хопи Хукстра.

Это согласуется с идеей, что половой отбор формирует этот признак у промискуитетного вида, тогда как у моногамного вида, где меньше конкурентного давления, наблюдается больший разброс в размерах сгустков.

Махадеван отметил, что исследование представляет собой идеальное сотрудничество теоретического и эмпирического подходов, позволяя перевести концепцию конкуренции и кооперации в измеряемые физические и физиологические переменные.