لماذا تمتلك بعض الحيوانات المنوية 20 ضعف طول أجسامها؟

بالعربي/ الإناث صغيرة الحجم تحل محل الحيوانات المنوية.

تؤدي جميع الحيوانات المنوية نفس الوظيفة الأساسية: تقوم بتخصيب خلايا البويضات. لكن في دراسة جديدة ، اكتشف الباحثون أن الحجم مهم ، والأنثى هي التي تدفع الحيوانات المنوية لتكون كبيرة أو صغيرة.

تأتي خلايا الحيوانات المنوية بأحجام كبيرة ومتنوعة. على سبيل المثال ، ينتج الدبابير الطفيلي Cotesia congregata سباحين صغارًا يبلغ طولهم أقل من واحد من الألف من السنتيمتر ، بينما ينتج ذباب الفاكهة حيوانات منوية ذات ذيول 2.3 بوصة (6 سم) تلتف بإحكام لتناسب أجسامهم الدقيقة. 

في الدراسة الجديدة ، شرع الباحثون في تحديد كيفية اختلاف حجم الحيوانات المنوية بين الأنواع وما الذي قد يؤدي إلى الاختلافات.

قال المؤلف الرئيسي أرييل كهرل: “لدينا كل هذه الدراسات التي تظهر دليلًا على أن الانتقاء الطبيعي يدفع حجم الحيوانات المنوية في الأنواع المختلفة ليكون إما أكبر أو أصغر ، لكننا أردنا أن نأخذ نظرة أكثر تصغيرًا ونبحث عن الاتجاهات عبر الأنواع”. ، باحث ما بعد الدكتوراه في علم الأحياء التطوري بجامعة ستوكهولم. 

فحصت Kahrl وزملاؤها بيانات من 3200 نوع واكتشفت مبدأً تحكمًا يحدد حجم الحيوانات المنوية في النوع: الإناث ذات المسالك التناسلية الصغيرة تدفع إنتاج الحيوانات المنوية أكبر ، والحاجة إلى نشر الحيوانات المنوية على نطاق واسع تقلص الحيوانات المنوية عبر النطاقات الزمنية التطورية.

إليكم السبب. بالنسبة للجزء الأكبر ، تستخدم الحيوانات طريقتين للتكاثر الجنسي. المجموعة الأولى – التي تضم الثدييات والحشرات والطيور – عبارة عن أسمدة داخلية تحمل البيض داخل أجسامها. وعلى النقيض من ذلك ، فإن الأسمدة الخارجية تقذف بيضها في البيئة وتأمل في الأفضل. بشكل عام ، تعيش هذه الأنواع في الماء ، مثل الأسماك وقنافذ البحر. في كلا الوضعين ، تتنافس أطنان من الحيوانات المنوية في معركة ملكية على جائزة تخصيب البويضة ، لكن تحديات كل وضع تمارس ضغطًا تطوريًا لا يُصدق على حجم الحيوانات المنوية.

قال كهرل: “وجدنا أن الأسمدة الخارجية تحتوي على حيوانات منوية صغيرة جدًا لأنه يتعين عليها إنتاج طن منها للوصول إلى البويضات”. يتطلب الإخصاب الخارجي إخراج سحابة من الحيوانات المنوية ، عادة في الماء. مع انتشار الحيوانات المنوية ، تصبح مخففة ، لذا فإن أفضل استراتيجية هي إنتاج أكبر عدد ممكن من الحيوانات المنوية لزيادة فرصة وصول واحدة على الأقل إلى البويضة. نظرًا لأن الحيوان لديه كمية محدودة من الطاقة لاستخدامها في صنع الحيوانات المنوية ، فلا يمكنه تحمل تكلفتها لجعلها أكبر مما يجب أن تكون عليه. 

إنه وضع مختلف تمامًا بالنسبة للأسمدة الداخلية. قال المؤلف المشارك في الدراسة جون فيتزباتريك ، الأستاذ المساعد في علم الأحياء بجامعة ستوكهولم: “نعتقد أنه بالنسبة للأسمدة الداخلية ، يؤثر الجهاز التناسلي للأنثى على الطريقة التي تقاتل بها الحيوانات المنوية بعضها البعض”. في الإخصاب الداخلي ، تعمل الحيوانات المنوية في مساحة ضيقة ، لذلك يصبح التكاثر أقل من البحث عن الكنز وأكثر مثل لعبة ملك التل. في هذه الحالة ، قد يكون الحجم الأكبر هو الأفضل لطرد الحيوانات المنوية الأخرى بعيدًا عن الطريق ، بغض النظر عما إذا كانت قد أتت من نفس الأب أو من آباء محتملين مختلفين. 

قال كهرل: “تنتج بعض هذه الأنواع حيوانات منوية ضخمة ، وإذا كنت تنتج حيوانات منوية هائلة ، فلن تنتج هذا العدد الكبير منها”. “هؤلاء الذكور يلتفون حيواناتهم المنوية مثل كرة من الخيوط ويمررونها على طول”. 

بالإضافة إلى الأسمدة الداخلية والخارجية ، قام الباحثون بفحص حالة تناسلية ثالثة نادرة تسمى spermcasting. يشبه البث المنوي مزيجًا من الإخصاب الداخلي والخارجي ؛ على سبيل المثال ، قد يقوم بلح البحر النهري بإخراج الحيوانات المنوية في مجرى مائي ، وهذا الحيوان المنوي سوف يركب التيارات حتى تلتقطه أنثى ثابتة تتغذى بالترشيح. 

قال فيتزباتريك لـ Live Science: “مع بث الحيوانات المنوية ، يكون لديك هذا التأثير المخفف لأن الحيوانات المنوية تُقذف في الماء ، ولكن عندما تدخل الحيوانات المنوية إلى الأنثى ، فإنها تتطور بسرعة تحت نفس الضغوط التي نراها في الأسمدة الداخلية”. على الرغم من ذلك ، فإن قاذفات الحيوانات المنوية لديها سباحون أصغر حجمًا ، يشبهون حجم الحيوانات المنوية للأسمدة الخارجية ، على الأرجح لأن إخراج الحيوانات المنوية في الماء يحفز على صنع المزيد منها ، مما يجبرها على أن تكون صغيرة. ولكن بمجرد أن تمتص الأنثى هذه الحيوانات المنوية ، تميل الحيوانات المنوية الأكبر للفوز.المحتوى ذي الصلة

على الرغم من كونها أسمدة داخلية ، إلا أن البشر ليس لديهم حيوانات منوية وحشية. بدلاً من ذلك ، يبلغ طول الحيوانات المنوية البشرية 0.002 بوصة (0.005 سم) متواضعًا ، ضمن النطاق الملحوظ في الأسمدة الخارجية. ذلك لأن الحيوانات ذات الأجسام الكبيرة لديها قنوات تناسلية تسمح للحيوانات المنوية بالانتشار بشكل مشابه للطريقة التي تنتشر بها الحيوانات المنوية للأسمدة الخارجية. 

كلما كان الجهاز التناسلي أصغر ، زاد حجم الحيوانات المنوية. وبالنسبة لذبابة الفاكهة ، فهي ضيقة بقدر ما تحصل عليها. قال كهرل: “يبلغ طول الحيوانات المنوية لذبابة الفاكهة 20 ضعف جسم الحيوان”.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com