Plemniki kamikadze?

Ludzkie plemniki, powiększenie 1000x, za Wikimedia Commons, w domenie publicznej

Plemniki zabijające plemniki innych samców w drogach rodnych samic – taką hipotezę rozważano niegdyś u ssaków, w tym człowieka.

Zdrowy mężczyzna produkuje 1300 plemników na sekundę, a 130 milionów w ciągu jednej doby. Wyprodukowane przez niego w czasie dwóch tygodni nasienie mogłoby zapłodnić wszystkie kobiety na Ziemi. Wbrew średniowiecznym poglądom animalkulizmu widzącym grzech w marnowaniu spermy większa jej część, a w zasadzie prawie całe nasienie zostaje zmarnowane. Niczego nie zapłodni.

Biologia nie lubi marnotrawstwa. Wyprodukowanie czegokolwiek wymaga energii. Tą ostatnią można by poświęcić na zbudowanie bardziej użytecznej struktury lub wypełnienie bardziej użytecznej funkcji. Nieprzypadkowo duży mózg australopiteka łączono niegdyś z włączeniem do diety łatwiejszego do strawienia mięsa, a później z rozpoczęciem używania ognia i możliwością skrócenia przewodu pokarmowego.

Pytanie brzmi, czy astronomiczne liczby plemników w nasieniu służyć mają wyłącznie zapłodnieniu czy też pełnią jakąś dodatkową funkcję.

Do zapłodnienia wystarczy co prawda jeden plemnik (przedzierający się przez osłonkę przejrzystą i koronę promienistą plemnik rozpoczyna reakcję akrosomalną, potem następuje zlewanie się błon biologicznych, uwolnienie materiału genetycznego i w końcu reakcja korowa uniemożliwiająca dotarcie do komórki jajowej kolejnego ochotnika, czyli polispermie). Jednakże do znajdującego się w jajowodzie jaja nie tak łatwo dotrzeć i śmiałków należy wypuścić znacznie więcej.

W przypadku gatunków poligamicznych, u których samica współżyje z wieloma samcami, prawdopodobieństwo zapłodnienia zwiększa pozostawianie w jej drogach rodnych bardziej licznej gwardii. Widać to po rozmiarze jąder samców. Wśród naczelnych jądra największe w stosunku do rozmiarów ciała mają lemury z rodziny lemurkowatych. Pewne odmienności widać także w wielkości narządów rozrodczych. Olbrzymi goryl, który zdobywa grupę samic dzięki swym wielkim rozmiarom i sile fizycznej, dysponuje niewielkim, kilkukrotnie mniejszym od ludzkiego prąciem.

Co więcej, u wielu naczelnych, ale także gryzoni czy dawnych owadożernych nasienie pozostawione w drogach rodnych samicy gęstnieje, tworząc uniemożliwiający dotarcie plemnikom kolejnego samca czop. Podobne przystosowania występują u licznych bezkręgowców, u których plemniki pełnią poza zapłodnieniem również inne funkcje.

Pytanie brzmi, czy masowo umierające w drogach rodnych i następnie fagocytowane plemniki nie utrudniają dotarcia gametom kolejnego samca. W końcu znaczący procent plemników jest nieprawidłowych i do żadnego zapłodnienia nie doprowadzi.

Wśród naczelnych największe jądra w stosunku do wielkości ciała mają mikrusy z rodziny lemurkowatych. Na zdjęciu mikrus ogoniasty, B. Dupont, za Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0

Tą ciekawą hipotezę u ssaków zweryfikowano jednak negatywnie. Lemurkowate o wielkich w stosunku do niewielkiego ciała jądrach nie wysyłają większego odsetka nieprawidłowych, masowo umierających w drogach rodnych samic plemników. Badania nie wykazały też jakiejkolwiek agresji ze strony plemników jednego samca wobec gamet innego. W jaki sposób miałyby one właściwie rozpoznawać plemniki innego ojca? Ponadto utrudnianie pracy nasieniu kolejnego amanta nie wymaga zaprzęgnięcia do pracy trudnych w produkcji, posiadających liczne energochłonne mitochondria, szybko poruszających się plemników. W tym celu świetnie sprawdza się wydzielina gruczołów samca.

Natomiast znaczna część nieprawidłowych plemników wynika po prostu z tego, że, jak wspominano, powstają one w trudnym procesie mejozy. Z jednej komórki macierzystej powstać muszą cztery gamety, wobec czego trzeba najpierw powielić materiał genetyczny, a potem podzielić idealnie na połowę chromosomy, odciągane delikatnie do przeciwległych końców dzielącej się komórki przez wrzeciono kariokinetyczne. Następnie należy wpakować je do dość wyspecjalizowanej komórki z główką, wstawką zawierającą silniczek mitochondriów i wiążącym się ogonkiem (nawiasem mówiąc, ten ostatni to pozostałość wspólnego ewolucyjnego pokrewieństwa zwierząt i grzybów).

Mejoza tak naprawdę zazwyczaj się nie udaje, tak w przypadku plemników, jak i komórek jajowych. Wbrew szumnym słowom filozofów i teologów o możności i możliwości większość zygot ma przed sobą jedną tylko możność i możliwość: śmierć z powodu nieprawidłowości komórek jajowych. W zapłodnieniu uczestniczyć mogą tylko te najlepsze, które wygrały wyścig o uwolnienie z jajnika, a i tak jakieś 60% zapłodnień kończy się poronieniem.

Najwyraźniej więc ludzkie plemniki nie poświęcają się w walce o zapłodnienie swych braci na wzór zapracowujących się na śmierć owadów społecznych. Mężczyźni najwyraźniej konkurują ze sobą na inne sposoby.

Marcin Nowak

P.S.

W Internecie znaleźć można znacznie więcej znacznie większych, nieumocowanych w żadnych publikacjach naukowych bzdur dotyczących nie tylko rozrodu, ale także innych dziedzin zdrowia. Nie dam rady prostować wszystkich. Nie rezygnowałbym tak szybko z nowego przedmiotu wprowadzanego w szkołach, edukacji zdrowotnej.

Bibliografia

  • Brune M, Textbook of Evolutionary Psychiatry and Psychomatic Medicyne. The Origins of Psycopathology. Second Edition, Oxford University Press 2016
  • Baker, R. R., & Bellis, M. A. (1988). Kamikaze sperm in mammals. Animal Behaviour, 36(3), 936-939.
  • Baker, R. R., & Bellis, M. A. (2006). “Kamikaze” sperm in mammals?(1988). W: Sperm Competition in Humans: Classic and Contemporary Readings (pp. 119-122). Boston, MA: Springer US.
  • Harcourt, A. H. (1991). Sperm competition and the evolution of nonfertilizing sperm in mammals. Evolution, 45(2), 314-328.
  • Moore, H. D. M., Martin, M., & Birkhead, T. R. (1999). No evidence for killer sperm or other selective interactions between human spermatozoa in ejaculates of different males in vitro. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 266(1436), 2343-2350.
Reklama