Promiskuita a válka pohlaví

Zvětšit obrázek

Prase je člověku po fyziologické stránce velmi blízký obratlovec. Ve vejcovodech prasnic vědci prokázali přítomnost systému, jež rozhoduje o bytí a nebytí samčích spermií.

Na světě je to už tak zařízeno, že většina druhů má tendenci k samičí promiskuitě. Samci se proti nevěře svých partnerek pojišťují řadou fíglů. Nedávno jsme na Oslovi psali o tom, jak si hlodavci vypomáhají sestavováním spermií do jakýchsi vláčků. Takový rychlík ze spermií má větší šanci dosáhnou cíle dříve. Ve válce o potomstvo obratlovci využívají také kopulační zátky. Takový ztuhlý špunt na konci dávky spermií, má nevěrnici zabránit v plození levobočků. Jenže, stejně jako ve středověku nebylo na pásy cudnosti spolehnutí, tak ani zde zmíněné zátky nefungují stoprocentně. Některé samice si je dokonce před tím, než se spáří s dalším samcem, samy vyjímají.  Nejde tu vlastně o nic jiného než o střet zájmů. Samec si chce zajistit co nejvíce svých potomků a samice si zase z dostupného výběru vybírá toho nejlepšího otce pro své dcery a syny. Toto soupeření dostalo přezdívku „válka pohlaví“.

V této válce pohlaví nyní vědci přichází s novinkou. Přišli na to, čím se řídí postkoitální selekce. Jde vysvětlení úkazu jak reprodukční samičí pohlavní aparát dokáže vnímat přítomnost sperma a reagovat na něj změnou prostředí ve vejcovodu a děloze. Jde o poznání mechanismu, kterým si samice, pářící se s vícero samci, dokáží prosadit po kterém z použitých nápadníků budou mít potomstvo

Alireza Fazeli z University of Sheffield je vedoucím týmu, který odhalil molekulární základ mašinérie, kterou si samičí pohlaví dokáže po koitu provádět dodatečný vlastní, nebo chcete-li definitivní, výběr partnera, respektive jeho „vody živé“.
Jde o mechanismus se kterým se nyní budou muset popasovat evoluční biologové a nejen oni. Objev přináší nový pohled i na některé neúspěšné pokusy v in vitro fertilizaci (IVF). Stranou nezůstává ani klonování a inseminace hospodářských zvířat.
To, že tady existuje mechanismus, kterým jsou samice schopny selekce sperma i po koitu, by dokonce mohlo změnit náš náhled na promiskuitu a její úlohu v evoluci. Jedná-li se o funkční fenomén, který příroda úspěšně využívá po miliony let a který zůstává zachován od bezobratlých po obratlovce, měli bychom být při jeho odsuzování shovívavější.

Fazeliho tým je prvním týmem, který referuje o chemických změnách ve vejcovodech, které jsou navozeny přítomností spermií. Jeho výsledky jsou považovány za důkaz toho, že vejcovodech dochází k rozpoznávání spermií. Podobně, jako když imunitní systém poznává, zda jde o zabiječský lymfocyt, bílou krvinku tvořící protilátky a nebo jen tzv. pomocníka.  

Alireza Fazeli: „Úloha samice na aktu početí je větší, než jsme si mysleli“.

Kdo řídí oplození?

V tradičním pojetí procesu oplození jsme si představovali, že spermie mezi sebou o vajíčko soupeří. Takové pojetí dělá z početí výhradně „mužskou“ záležitost, neboť vítězem se stává některá ze spermií, které jsou v plaveckém maratónu nejrychlejší. 

Teorie to je hezká. Jenže všechno je jinak a jak se dál dočtete, mužská ješitnost dostane pěkně na frak. Pokopulační selekce totiž staví do pozice řídícího orgánu samici. Ta si rozhoduje o konečném vítězi. Přesto, že i k dalším samcům projevila tolik náklonnosti, že s nimi kopulovala, ze závěrečné soutěže o otcovství dokáže snadno vyloučit ty, jež se jí z nějakého, nám dosud neznámého důvodu, nějak nezdají.

Úloha vejcovodů

Anglicko španělský tým to vysvětluje tak, že „příchod“ spermií do vejcovodu spouští v reprodukčním traktu kaskádu změn, jež nastartují změny v tvorbě proteinů, které sliznice vejcovodů tvoří a tím dojde ke změně tamního prostředí. Původně se mělo zato, že ve vejcovodu dochází ke změnám především z důvodu „podstrojování“ spermiím, aby zůstaly dlouho životaschopné. Nyní vyplynulo na povrch, že tento mechanismus má i další funkce. Například tu, že rozpozná spermie od různých samců. Různé vazby různých proteinů na spermie tak nalinkují jejich další osud.

O tom, že k jakýmsi pokopulačním selekcím v přírodě někdy dochází, se již nějakou dobu ví. Týká se to především promiskuitních druhů (tedy většiny). Příkladem požitkářského přístupu k sexu, kdy se samice páří s několika samci současně, jsou bonobové. Během jednoho reprodukčního cyklu, i když v populaci panuje Sodoma Gomora, je většina potomstva narozeného v příslušném čase (podle DNA analýzy) jen po jediném samci. Fazeli si ke svému výzkumu zvolil živá zvířata a to prasata. Šetrnou chirurgickou technikou získával z prasnic vzorky tekutiny z vejcovodů. Složení se lišilo a souviselo s přítomností  spermií v reprodukčním traktu. Přítomnost spermií ovlivňovala změny v proteinové skladbě tekutiny vejcovodů.   

IVF, klonování, reprodukce

Nové poznatky budou mít zcela jistě dopad v praktikách uplatňovaných v asistované reprodukci (IVF technice) a v klonování. Obě tyto techniky se za posledních 25 let závratně rozvíjely a úspěšnost obou směrů úzce souvisí s úspěšností oplození, které se provádí v in vitro podmínkách.

Zvětšit obrázek

Samice většiny druhů jsou rády promiskuitní. Kopulují s vícero samci současně. Aparát, který mají ve vejcovodu je schopen po proběhlých orgiích ze změti spermií pečlivě vybírat. Privilegium dát vznik nové generaci dostávají jen spermie od partnera, o němž matka rozhodne, že je pro její potomky ten nejlepší.

Odhalení dalších tajů samičího reprodukčního traktu, který je vysoce organizovaným a regulovaným systémem, by mělo přispět ke zlepšení výsledků techniky IVF (oplození ve zkumavce). Současně se tu ale otvírají dveře do dalších komnat plných otázek. I když se podaří zlepšit parametry dosahované při IVF technikách a bude více úspěšných porodů, otázkou zůstane, zda nastavujeme parametry vznikajícímu životu na správné hodnoty. Přítomnost proteinů v tekutině, kde dochází ke vzniku života svědčí o tom, že zde prostřednictvím epigenetických mechanismů (metylace a demetylace DNA) dochází k jemnému dolaďování genů.  Stále více indicií svědčí spíše o tom, že tyto děje nemáme pod kontrolou a že se v tomto směru musíme od přírody ještě hodně učit.   
Autoři studie si myslí, že jejich poznatky bude možno využít jak u lidí, tak i u hospodářských zvířat a že přispějí ke zlepšení zhoršujících se parametrů plodnosti.

Úloha genů
O jak složitých mechanismech zde mluvíme, vyplyne až když si uvědomíme, že u člověka zůstávají spermie v pohlavních cestách ženy životaschopné pět dnů, ale u jiných savců (netopýrů) přežívají až šest měsíců. Přežívání spermií se děje v nepřátelském prostředí. Jak jinak nazvat místo, kde náš imunitní systém neustále slídí po vetřelcích. Všude jinde by spermie jako cizorodý materiál imunitní systém okamžitě zničil. Samičí pohlavní trakt ale dokáže spermie zakamuflovat a armádu lymfocytů uchlácholí, že se jedná o přátele. 
Není to dlouho, co jsme si mysleli, že spermie se dokáží střetům s imunitním systémem nějak vyhýbat. Skutečnost je jiná. Imunitní systém není tak hloupý aby se mu spermie mohly vyhýbat. Bezpečně je rozezná. Boj proti nim přesto nezahájí. Je to proto, že proteiny spermiím riziková rozeznatelná místa zakryjí. Fazeli tvrdí, že údaje, které se jim podařilo získat, svědčí o tom, že pohlavní aparát samic je vybaven systémem senzorů, jež řídí konečný osud spermií. Systém spočívá na ovlivňování exprese genů. Týká se to genů v buňkách vejcovodů. Tato exprese genů se mění v závislosti na tom, zda se v daném místě spermie ukáží, nebo nikoli. Pokud se spermie ve vejcovodu objeví, dojde k zapnutí některých genů v tkáni vejcovodu a to způsobí, že se změní složení tekutiny ve vejcovodech. Především jde o změny v zastoupení proteinů. Právě těch proteinů, které se z tekutiny navazují na přítomné spermie a ovlivňují jejich transport, dozrávání,... Tvorba zmíněných proteinů stojí za efektem, který ve finále nazýváme onou „pokopulační selekcí spermií“. Jde o systém, který má co do činění s imunitním systémem a umí rozlišit spermie různých samců, stejně jako rozliší spermie od patogenů. Elementy, které se matka rozhodne považovat za nežádoucí, pak tento systém nekompromisně likviduje.

Pramen: American Chemical Society