Kooperace spermií

Studium kooperativního chování spermií odstartoval článek H. Moora a spol. r. 2002. ¹⁾ Spojení spermií po ejakulaci do shluků či „vláčků“ prohlásili za důkaz kooperativního chování – spermie pak dosahují významně vyšších rychlostí než spermie jednotlivé. Příbuznost dvou spermií náhodně vybraných z jednoho ejakulátu je průměrně 50 %. Spolupráci spermií lze tedy považovat buď za mutualizmus, pokud spolupracují pouze identické spermie, nebo za kooperaci, kdyby spolupracovaly jakékoli spermie od jednoho jedince bez ohledu na procento příbuznosti. To je ovšem problém, který se dosud nepodařilo spolehlivě rozlousknout. Mechanizmus shlukování totiž není zrovna triviální.

Letos začátkem roku vyšel článek Simone Immler a jejích kolegů, ²⁾ kteří, jak se zdá, rozlouskli alespoň způsob, jímž se u hlodavců spermie zapojují do shluků pomocí háčků na hlavičce. Již dříve se sice zjistilo, že hlavičky spermií většiny druhů hlodavců mají apikální háček, který je u různých druhů různě dlouhý, nicméně význam takového háčku nebyl znám. Až u myšice křovinné (Apodemus sylvaticus) prokázal Moore s kolegy, že využívání zahnutých apikálních háčků slouží k zapojování do shluků či „vláčků“, které mají kolem 50 spermií a posléze se spojují ve „vláček“ tvořený stovkami až tisíci spermií. „Vláčky“ se pohybují ve srovnání s jednotlivými spermiemi rychleji.

V článku S. Immler a jejích kolegů jsou biometricky srovnávány spermie myšovitých hlodavců. Ze srovnání vyplývá, že apikální háček a shlukování spermií jsou pravděpodobně hlavní adaptací pro soupeření spermií u hlodavců. Autoři uvádějí, že druhy s poměrně většími varlaty, a tedy větší mírou soupeření spermií, mají delší a zahnutější apikální háček. Navíc prokázali, že se vláčky vytvářejí nejen u myšice křovinné (A. sylvaticus), ale i u dalších hlodavců. Výsledky naznačují, že u hlodavců je shlukování spermií rozšířenější, než se očekávalo, a vyzdvihují význam selekce diploidní versus haploidní v evoluci funkční morfologie a fyziologie spermií.

Jako většina prací, v nichž autoři používají data publikovaná jinými autory, se ani tento článek nevyhnul několika chybám. Například spermie myšice temnopásé jsou (na rozdíl od informace v článku) delší než spermie myši domácí a je jasné, že relativní velikost (hmotnost) varlat souvisí se sociálním uspořádáním a nemůže být brána jako jednoznačný determinující faktor soupeření spermií. Tyto drobné metodologické problémy ale v žádném případě nemohou zastínit význam zjištění, že u některých druhů hlodavců (například u domácí myši) nejsou shluky zdaleka tak velké jako například u myšice křovinné, a dokonce jsou pomalejší než jednotlivé spermie. Tento protichůdný trend navíc zřejmě souvisí se sociálním uspořádáním studovaných druhů. Například samci domácích myší se snaží odehnat ostatní samce agresivním chováním či hlídáním svých samic a, jak bylo nedávno prokázáno, ³⁾ průměrná frekvence páření samic s jinými samci je – na rozdíl od myšic – maximálně redukována. Paradoxně je samice myši domácí hlídanější, a tudíž věrnější svému samci, než je tomu například u člověka, a to přesto, že průměrný samec myši domácí má na starosti většinou více samiček než průměrný zástupce našeho slavného druhu Homo sapiens.