Хомячок-плейбой оказался обладателем гена быстрой спермы

Биологи из нескольких университетов США провели анализ поведения и физиологии размножения у хомячков двух очень близких видов - берегового (Peromyscus polionotus) и оленьего (Peromyscus maniculatus), передает Depo.ua со ссылкой на Life.

Представители первого вида образуют устойчивые пары, в то время как оленьи хомячки устраивают настоящие оргии, и в одном помете могут быть детеныши сразу от нескольких родителей. Как оказалось, различия в их репродуктивной стратегии проявляются и на уровне спермы. Сперматозоиды оленьих хомячков плавают в разы быстрее благодаря особому устройству их средних частей. Это устройство обеспечивает белок, который кодируется геном PrKar1a. Научная статья с результатами исследования находится на сайте препринтов лаборатории в Колд-Спринг-харбор bioRxiv".

Ученые собрали сперму у нескольких десятков взрослых самцов Peromyscus polionotus (береговой хомячок) и Peromyscus maniculatus (олений хомячок). Движение сперматозоидов обоих видов наблюдали под микроскопом, снимали его на видео и по записи анализировали скорость перемещения мужских половых клеток. Кроме того, сравнивали строение сперматозоидов берегового и оленьего хомячков. Наконец, скрещивая хомячков с самыми быстрыми сперматозоидами, ученые выясняли, какой ген отвечает за повышенную скорость половых клеток.

Оказалось, что в промискуитетных оленьих хомячков сперматозоиды двигаются быстрее, чем у их моногамных собратьев, береговых хомячков. Ускорение обеспечивается строением так называемой средней части сперматозоида (midpiece) - утолщение между головкой и хвостом. В Peromyscus maniculatus средняя часть сперматозоида длиннее, в ней больше белка-регулятора протеинкиназы A (PrKar1a). Соответственно, ген PrKar1a в оленьих хомячков работает более интенсивно, чем у береговых. Интересно, что по варианту этого гена у самца можно предсказать, насколько этот самец успешен в плане размножения, как много самок ему удается оплодотворить.

Результаты наблюдений решили проверить на лабораторных мышах (Mus musculus). Для этого проверили скорость передвижения сперматозоидов в нормальных самцов и у тех, которые имели только по одной копии гена PrKar1a (в норме - в каждой клетке по две копии). Как и предполагалось, у мышей с нехваткой PrKar1a сперматозоиды перемещались медленнее, чем у других.

Во время эволюции оленьих хомячков шел отбор на самого производительного самца как на уровне поведения (скорее найти и оплодотворить самку), так и на уровне отдельных клеток (яйцеклетку оплодотворил самый быстрый сперматозоид).