Drosophila pseudoobscura. Samečci produkují dva typy pohlavních buněk. Neplodné spermie dlouhé bezmála desetinu milimetru a čtyřikrát delší plodné spermie.

Falešné spermie vajíčko oplodnit nedokážou. Mnohé vůbec nenesou dědičnou informaci potenciálního otce. Jiné obsahují naopak dědičnou informaci otce mnohonásobně zmnoženou. Dvěma typy spermií jsou vybaveni prakticky všichni motýli. Najdeme je také u některých much nebo střevlíků. Vyskytují se i u plžů nebo u mořských ryb ropušnic.  K čemu jsou neplodné spermie dobré?

Luke Holman

Vědci vysvětlují evoluci neplodných spermií mnoha teoriemi. Mohly by sloužit jako zdroj živin pro plodné spermie. Další teorie vidí v neplodných spermiích jakési tahouny, kteří pomáhají plodným spermiím při pohybu za vajíčkem. Platí to zřejmě u plžů, kde velké neplodné spermie pomáhají v pohybu menším plodným spermiím. Samice se mnohdy páří hned s několika samci. Jejich spermie spolu závodí o to, které se dostanou rychleji k vajíčkům a oplodní je. „Vítězná“ spermie připomíná hvězdu cyklistického pelotonu, která v průběhu dlouhého závodu šetří silami a o kterou se starají ostatní členové týmu.

Je možné, že neplodné spermie jsou jen jakousi vějičkou. Mnohé samice testují životaschopnost spermií partnera tím, že vylučují do pohlavních orgánů látky, jež spermie zabíjejí. Neplodné spermie by pak mohly sloužit jako falešný cíl pro tyto likvidační molekuly. Zajistily by tím vyšší šance na úspěch pravým spermiím.

Biologové Luke Holman a Rhonda Snooková z university v anglickém Sheffieldu vnesli do záhady neplodných spermií jasno výzkumem na octomilkách druhu Drosophila pseudoobscura. Samečci této mušky produkují dva typy pohlavních buněk.

 

Plodná spermie samečka octomilky (Kredit: Rockefeller University)

Neplodné spermie dlouhé bezmála desetinu milimetru a čtyřikrát delší plodné spermie. Neplodných spermií může samec produkovat různé množství. Někdy tvoří třetinu všech spermií. Jindy jich je více než 90%.

Rhonda Snook

Ve studii  zveřejněné v předním vědeckém časopise Current Biology Holman a Snooková potvrdili, že u mušek jsou neplodné spermie vějičkou na toxiny samiček. Při laboratorních  pokusech prokázali, že prostředí pohlavního traktu samice je pro plodné spermie vražedné. Šance na přežití spermie vzroste, pokud je provázena kratšími neplodnými spermiemi. Čím více neplodných spermií samec vyprodukuje, tím lepší vyhlídky na přežití a oplození vajíčka kynou dlouhým plodným spermiím. Neplodné spermie octomilky slouží toxinu samiček jako falešný cíl. Vychytají jej a doslova se obětují pro přežití plodných spermií.

Někteří samci octomilek se mohou pochlubit i pořádnou délkou svých varlat. Zde je sameček obtočen jedním svým varletem. Představuje 11% jeho hmotnosti. (Pic: S. Pitnick).

HAP2  - dohazovač spermií a vajíček
Spojení spermie a vajíčka probíhá ve dvou základních krocích. V prvních se spermie naváže na vajíčko. V druhém spolu obě buňky splynou a vznikne nový jedinec. Toto pravidlo platí dokonce i pro velmi jednoduché organismy, jako jsou jednobuněční prvoci nebo řasy. I ony využívají pohlavního rozmnožování, při kterém splývá jednobuněčná „ona“ a jednobuněčný  „on“. Tým Olivera Billkera z londýnské Imperial College studoval pohlavní rozmnožování cizopasného prvoka zimničky, který vyvolává malárii. Vědci zjistili, že při spojení buněk odlišného pohlaví, sehrává klíčovou roli molekula HAP2. Bez ní „on“ a „ona“ nesplynou. Vakcína, která by vyblokovala molekulu HAP2 by zabránila množení zimniček a chránila by člověka před malárií. Podobně bychom se mohli chránit i před toxoplasmózou nebo spavou nemocí, jejichž původci používají při rozmnožování stejnou molekulu. Člověk genem pro bílkovinu HAP2 vybaven není. To výrazně snižuje riziko nežádoucích vedlejších účinků. Billker zatím nechce odhadovat, jak účinně by taková vakcína člověka asi chránila.