《BMC演化生物學(xué)》：競(jìng)爭(zhēng)能夠讓螞蟻的精子游得更快更好
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《BMC演化生物學(xué)》：競(jìng)爭(zhēng)能夠讓螞蟻的精子游得更快更好（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)EurekAlert!：最近發(fā)表在開放獲取期刊《BMC演化生物學(xué)》（BMC Evolutionary Biology）上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，螞蟻的化生好精子在識(shí)別出競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的精子后，會(huì)變得更活躍，物學(xué)游得更快、競(jìng)爭(zhēng)精游更直。讓螞螞蟻是得更一種一生只有一天機(jī)會(huì)交配的社會(huì)性昆蟲，通過對(duì)它們的快更研究，科學(xué)家們得以探究在存在其他雄性精子競(jìng)爭(zhēng)的演蟻情況下，有哪些因素改變了精子的化生好行為。
丹麥哥本哈根大學(xué)的物學(xué)研究者們發(fā)現(xiàn)，與只和生理鹽水混合的競(jìng)爭(zhēng)精游精液中的精子相比，多個(gè)雄性精液混合后的讓螞精子中，活躍精子的得更數(shù)量要多50%，游泳速度也會(huì)提高超過20%，快更游出的演蟻軌跡也更直。
本文的第一作者Joanito Liberti博士說：“螞蟻的獨(dú)特之處在于，它們的性行為一生只有一次，發(fā)生在它們剛成年的那次交配活動(dòng)中。當(dāng)蟻后與多個(gè)雄性螞蟻交配時(shí)，雄性的精子只有這唯一一個(gè)時(shí)間窗口可以與其他雄性的精子競(jìng)爭(zhēng)、儲(chǔ)存到蟻后的繁殖器官中。我們發(fā)現(xiàn)，精子的機(jī)動(dòng)性似乎受到雄性和蟻后雙方分泌物的調(diào)控，調(diào)控機(jī)理十分精密。這一發(fā)現(xiàn)表明，精子能夠衡量競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度，并因此調(diào)整自己的機(jī)動(dòng)性和與之匹配的能量消耗。”
在一系列后續(xù)實(shí)驗(yàn)中，作者們發(fā)現(xiàn)，混合精液中精子機(jī)動(dòng)性的提高，是由其他雄性的精液引起的；如果將精液和蟻后生殖管中的液體混合，也可以觀察到類似的現(xiàn)象。無論是與其他雄性還是蟻后的體液混合，精子機(jī)動(dòng)性提高的程度都遠(yuǎn)大于與在自己精液中的程度，活躍精子的比例、精子的游泳速度和軌跡的直線程度也比在自己精液中分別高出40%、15%和8%。
本文的通訊作者Jacobus Boomsma教授說：“在我們組之前的研究中，在同樣種類的切葉蟻身上，我們發(fā)現(xiàn)與其他雄性的精液接觸會(huì)降低精子的存活率。所以在這次的研究開始之前，我們本以為精子的機(jī)動(dòng)性也會(huì)像存活率一樣受到競(jìng)爭(zhēng)者精液的負(fù)面影響，但結(jié)果卻完全相反。我們觀察到競(jìng)爭(zhēng)者的精液比其自身的精液更能提高精子的機(jī)動(dòng)性，這表明精子演化出了可以識(shí)別自己與異己的機(jī)制，并以此調(diào)控自己的活動(dòng)性?！?br>作者們分析，螞蟻的精子在自己的精液中機(jī)動(dòng)性、游泳速度和軌跡直線程度都沒有很明顯的提高，這說明要提高精子的機(jī)動(dòng)性對(duì)雄性螞蟻而言代價(jià)不小，比如它可能要讓精子處在氧化壓力之下。這可能會(huì)影響精子儲(chǔ)存到雌性生殖管之后的長(zhǎng)期生存能力。鑒于蟻后儲(chǔ)存精子再讓卵子受精的過程可能會(huì)持續(xù)很多年，所以精子的長(zhǎng)期生存能力對(duì)于雄性和雌性而言其實(shí)都很重要。提升精子機(jī)動(dòng)性是否真的以承受更高的氧化壓力為代價(jià)，未來還有待更深入的研究。
作者們于2002-2014年間在巴拿馬的甘博亞收集了雄性切葉蟻（Acromyrex echinatior）并提取了它們的精子，之后他們將這些精子分別放入生理鹽水、螞蟻各自的精液、競(jìng)爭(zhēng)者的精液以及各自精液和競(jìng)爭(zhēng)者精液的混合物中。他們用顯微觀察技術(shù)測(cè)量了精子的活動(dòng)程度、速度和方向。后續(xù)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，作者們還將雌性生殖管道中的液體與雄性的精液、生理鹽水進(jìn)行各種組合，然后加入精子進(jìn)行研究。
作者提醒，他們的目標(biāo)并不是復(fù)制精子被射出后所處的真實(shí)生理環(huán)境，而是研究在這種社會(huì)性昆蟲中有哪些性別相關(guān)因素會(huì)影響精子的競(jìng)爭(zhēng)力與精子的儲(chǔ)存——畢竟這些昆蟲的雌性可以存活幾十年，可交配卻在剛成年時(shí)一次性完成，隨后雌性離巢去建立自己的新領(lǐng)地，這背后的種種機(jī)理和故事令人著迷。