O ewolucji plemników

Plemniki, czyli męskie komórki rozrodcze wytwarzane w jądrach i uwalniane przez penis, mają bardzo różną postać u różnych gatunków. Mimo że ich funkcja jest zawsze ta sama, w drodze ewolucji powstały plemniki o różnym rozmiarze, kształcie i liczebności, prawdopodobnie w wyniku konkurencji następującej po stosunku. Do zjawiska tego dochodzi, gdy różne samce konkurują ze sobą w układzie rozrodczym samicy o zapłodnienie jajeczka.

W projekcie SPERM EVOLUTION (Towards an evolutionary ecology of spermatogenesis), finansowanym ze środków UE, wykorzystano prostego płazińca, aby zbadać historię ewolucji plemników, sposób ich wytwarzania oraz rolę jąder w zróżnicowaniu plemników.

Płazińce Macrostomum to maleńkie organizmy posiadające zarówno żeńskie, jak i męskie organy płciowe. Podczas łączenia się w pary, organizmy te wydają się zamieniać płciami. Jednakże po umieszczeniu w grupach cechujących się dużą konkurencją lub też, odwrotnie, po odizolowaniu od innych osobników, płazińce zmieniają swoją strategię rozrodczą.

W otoczeniu społecznym M. lignano zmienia szybkość, z jaką wytwarza plemniki. Przypuszczalnie elastyczność ta pozwala płazińcom na modulowanie ilość plemników zależnie od liczby konkurentów w środowisku.

W przypadku braku pary, strategia obierana przez płazińce staje się jeszcze bardziej osobliwa. Osobniki gatunku M. hystrix wtryskują sobie własne plemniki w głowę przy pomocy penisa.

Badacze odkryli również, że zróżnicowanie poziomu konkurencji prowadzi do zmian w regulacji genetycznej w genomie Macrostomum. Ustalenia te pomogą uczonym zrozumieć, jak dochodzi do zróżnicowania produkcji plemników zarówno w krótkiej, jak i długiej skali ewolucyjnej.

Pełniejsza wiedza na temat męskiej komórki rozrodczej i jej wytwarzania przez jądra przyda się ekologom, a także biologom ewolucyjnym. W szczególności rezultaty omawianego projektu powinny pomóc w wypełnieniu luki między badaniami ewolucyjnymi i biomedycznymi, między innymi nad płodnością osobników męskich.