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研究人员发现如果遇到激烈的竞争 精子会改变其特征

竞争往往会带来最好的人才。事实证明,这句话也适用于精子。西班牙和瑞典的研究人员发现,精子可以改变自身,使其与来自同一物种的另一雄性的竞争性精子竞争。

在成年斑马鱼(Danio rerio)的动物模型中,研究人员发现,如果遇到激烈的竞争,则精子会改变其特征。修饰的精子游动更快,并证明更成功地到达卵细胞。来自阿利坎特大学(UA)和乌普萨拉大学(UU)的研究人员在将两个雄性斑马鱼与一个雌性放在一起后做出了这一发现。但是,他们还了解到,这种急剧变化可能会对子孙后代产生负面影响。

通过改变它们的表型,精子削弱了其DNA的完整性。他们将稳定遗传学的长期利益换成了短期利益。

UA研究人员和主要作者Paula Saez解释说,他们的发现揭示了性能力如何影响精子功能和质量的新见解。她和她的队友将他们的发现提交了《进化生物学杂志》 进行发表。(相关:由于世界海洋的极端污染,海葵现在正在食用微塑料。)

精子发生巨大变化,与其他男性的竞争对手竞争

研究人员将雄性斑马鱼置于一种促进雌性卵受精竞争的环境中。他们还成立了代表低竞争的第二组。

塞兹指出,雄性竞争者的存在使精子更快,但是却以损害其遗传物质的有效载荷为代价。她认为,在激烈竞争的环境中,斑马鱼可能会承受更大的压力。高应力水平会增加活性氧的数量。这些分子破坏细胞,组织和遗传物质。随之而来的氧化应激可能导致DNA链损坏。

DNA受损的精子受精卵的可能性很小。此外,他们的后代也不太可能存活到成年。

该研究还提出了生殖生物学领域的实验设计和新的分析方法。他们的发现将提高基于动物的研究的有效性。反过来,这可能会加深对人类发展生物学的理解。

他们之所以选择斑马鱼来进行动物研究,是因为斑马鱼的自然繁殖力,其基因与人类等价物的相似性以及使透明胚胎易于研究的外部受精方法。

高竞争环境的压力

精子通过精子发生过程中的复杂变化而具有独特的形状。在此过程中,细胞核增长得更长,并停留在精子的头部内,产生能量的线粒体移到颈部,而中心粒产生一条尾巴以通过液体介质推进。

UA研究人员Alejandro Romero解释说,各种物种的精子在大小和形状上都不同。但是,即使他对基因如何影响细胞的设计及其与精子竞争的联系也知之甚少。

在他们的研究中,Romero和Saez通过几何形态计量学的分析镜头比较了单个精子。他们最终阻止了精子的形状和大小的变化。此外,他们研究了这些物理特征与其他细胞信号转导方法之间的关系。

他们得出的结论是,与之竞争的雄性的接近导致斑马鱼的精子发生变化。在高竞争环境下产生的精子的头部较小,中间部分延伸,鞭毛较长。

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