@ 2014.07.24 , 23:30

老鼠如何受精?

对于人类来说,所有的精子都是单独行动的。不管是谁,最先到达卵子的那一个精子就得以把他祖传的染色体延续下去。但许多其他生物的精子却并不是这样。他们组成一个个小队,集体行动。并且,这些精子小分队常常比单打独斗的精子更早到达终点。

拿北美常见的鹿鼠来说。这种啮齿动物的精子头部不是像人类那样是圆锥水滴状的。他们是扁平的,还带着小钩子。这样的结构使他们可以互相把头部勾在一起,组成一个细胞团。研究者发现,这样的细胞团最大能够包括35个精子。起初,研究者们推断这样聚集在一起能够让精子游动的速度更快。但事实却不是这样。聚在一起的精子有时游动的更快,有时却并不移动。

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鹿鼠:Deer mouse

来自Harvard的Heidi Fisher研究了这一现象。他们建立了模拟精子移动的数学模型。结论是,尽管精子团的速度和单个精子没有差别,但是游得更直。原因在团体里,单个精子的横向运动互相抵消了。你往左前,我往右前,于是精子团就只向前走,不拐弯。

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同时,他们发现,在数学模拟中,如果精子团里聚集了过多精子,整个团的速度却会下降。原因是过多的精子聚在一起,他们的头部无法再保持大致一致,你往前,我往后,精子团就动不了了。最理想的精子团只有7个成员。

在得出了理论结论后,Fish开始联系实际。她在显微镜下观测鹿鼠的精子。果然,游的最快的是7精子小分队。Fisher观察了两个物种,鹿鼠和田鼠。他们平均的精子团都是由6-7个精子组成。

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田鼠:Oldfield mouse

Fisher也发现这两个物种之间精子团的重大差别:鹿鼠对精子团里成员的数量控制的更严,更集中于5到7个。而田鼠的精子团却常常有4到9个成员。

为咩?这与两种老鼠如何□□有关。田鼠是在比较保守的物种。雌性田鼠每次□□一次只和一位雄性田鼠。而热情奔放的雌性鹿鼠却喜欢在很短的时间内连续和多个雄性□□。所以,鹿鼠精子们面对的竞争更加激烈,在激烈的进化自然选择下,他们也就更倾向于严格控制组团成员的数量。尽管精子们如何做到这一点的机制尚不得人知,但这样他们的精子的确游得更直,更快,更远。

此外,鹿鼠的精子也能够更好的辨别组队的队友。研究表明,鹿鼠的精子能够辨别同种,甚至是同源的精子,聚在一起。而田鼠的精子就没那么挑。旁边有啥都能组成一对。不管是不是同一只田鼠,甚至也不管是不是田鼠的精子。

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对于其他一些物种,精子为了延续DNA而进行的准备甚至在被射出来之前就开始了。负鼠的精子在射出来之前就已经两两组好队了。在踏上道路后,两个精子的小队就像青蛙那样摆动尾巴。这样的小队也许是精子间合作的最好证明:单个精子只能绕圈游,而两个一起,他们就能制造下一代。本文译自 nationalgeographic,由译者 萝卜君 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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