Учёные из Гарвардского университета выяснили, что сперматозоиды некоторых видов грызунов способны объединяться в своеобразные цепочки. Несколько десятков сперматозоидов цепляются с помощью «крючочков» на головке и плывут вместе, развивая скорость в полтора раза больше, чем одиночные клетки. Это открытие является еще одним доказательством того, что сперматозоиды не просто «перевозчики» ДНК, а системы со сложным социальным поведением, ориентированные на оплодотворение яйцеклетки.

Хайди Фишер и Хопи Хоекстр изучали аспекты поведения сперматозоидов у оленьего (Peromyscus maniculatus) и берегового (P. polionotus) белоногих хомячков. Оба вида грызунов обитают в разных частях Северной Америки, но способны скрещиваться между собой (во всяком случае, в лабораторных условиях).

Сперматозоиды каждого вида способны формировать цепочки. Пометив сперматозоидов каждого самца и поместив их в чашку Петри, учёные выяснили, что три четверти из них способны объединяться со сперматозоидами своего вида.

Для того чтобы выяснить, на каком уровне сперматозоиды чувствуют сродство друг к другу, учёные смешали сперматозоиды разных самцов одного вида.

Вид береговых хомячков (P.polionotus) считается моногамным, поэтому сперматозоиды двух и более самцов вряд ли встретятся в естественных условиях и будут конкурировать за оплодотворение яйцеклетки. Поэтому у них сперматозоиды разных особей формируют смешанные цепочки.

Напротив, самки оленьих хомячков (P. maniculatus) способны спариваться даже с несколькими самцами в течение минуты, а в помёте одной самки детёныши часто имеют разных отцов. Поэтому сперматозоиды одного самца распознают друг друга и способны объединяться в цепочки. Это увеличивает вероятность, что набор генов именно этого самца оплодотворит яйцеклетку.

Более того, даже если это гаметы самцов-братьев, то сперматозоиды будут формировать цепочки отдельно. «Получается, что уровень дискриминации между родственными самцами идентичен межвидовому», — прокомментировал результаты исследования Хайди Фишер. По словам эксперта по поведению животных Тима Беркхеда из Университета Шеффилда (Великобритания), это исследование демонстрирует фантастическую способность сперматозоидов распознавать «степень родства». «Когда сперматозоиды были открыты в 17 веке, они были названы „animalcules“ (то есть мелкие животные) — считалось, что они были независимыми организмами», — добавляет Беркхед.

Известно, что только один сперматозоид сможет оплодотворить яйцеклетку. При этом считалось, что все остальные участники объединения участвуют в формировании цепочки зря. Однако выясняется, что многие из объединившихся гамет запускают реакции, которые используются сперматозоидами для ускорения проникновения через стенку яйцеклетки. Это ускоряет передвижение цепочки, но убивает сперматозоид, который инициировал эту реакцию. Такое самопожертвование имеет тем больше эволюционного смысла, чем больше степень генетического сходства с «победителем».

«Способность сперматозоидов распознавать друг друга по принадлежности к одному самцу и объединяться для достижения яйцеклетки вполне вероятна и среди других промискуитетных видов, — говорит эволюционный биолог Паула Стокли из Университета Ливерпуля, Великобритания. — Вполне возможно, что это распространённое явление».

Следующие работы будут направлены на выяснение механизмов и веществ, определяющих такое сложное поведение мужских гамет. По мнению авторов, это могут быть химические вещества, присутствующие на поверхности сперматозоидов промискуитетных видов.