Незнакомые микроорганизмы снизили качество спермы клопов

Сперматозоиды занимают центральное место в фертильности мужских особей. Известно, что их качества зависят от генетики и состояния окружающей среды. В недавних исследованиях было показано, что микроорганизмы в половых путях и на гениталиях самок могут влиять на сперму и определять ее фертильность. Ученые предполагают, что таким образом происходит естественный отбор, ведущий к получению эякулята, устойчивого к повреждению микроорганизмами. Авторы из Шеффилдского университета (Англия) решили проверить, так ли это.

В качестве объекта ученые выбрали постельного клопа (Cimex lectularius). При спаривании самцы осеменяют самок травматически, прокалывая отверстие в кутикуле брюшка самки. После эякуляции сперматозоиды проходят через полость тела самки, а затем откладываются в специальные семяприемники. Для опытов отобрали две популяции клопов — А и В. Популяция А сосуществовала с микроорганизмами лаборатории в течение 12 лет, и, вероятно, адаптировалась к ним. Популяция В жила в лаборатории всего два года, следовательно, у сперматозоидов самцов В было меньше времени адаптироваться к микроорганизмам среды А. Самым точным вариантом определения влияния микробов на сперматозоиды было бы введение культуры микроорганизмов в полость тела самки после эякуляции самца. Однако, такая инъекция повлияла бы не только на сперму, но и вызвала бы иммунный ответ самки. Поэтому авторы отдельно проверили воздействие на сперму иммунного ответа самок (им вводили препараты убитых бактерий) и отдельно — влияние живых микроорганизмов, вводимых самке. Во всех экспериментах использовали самок из популяции А. Заражение проводили в двух временных точках: 6 и 24 часа после спаривания. Через 6 часов вводимые микроорганизмы встречаются со сперматозоидами еще в полости тела, а затем циркулируют по гемолимфе. Через 24 часа сперматозоиды находятся уже в семяприемниках самки, и микроорганизмы оказывают лишь косвенное воздействие, циркулируя по гемолимфе.

Что же получилось? Сперматозоиды популяции В были на 21,2% менее фертильными (это оценивали по количеству оплодотворенных яйцеклеток) при воздействии микроорганизмов среды А по сравнению со сперматозоидами А. Статистический анализ показал, что история совместного сосуществования спермы и микроорганизмов определяет 7,5% мужской фертильности. Ранение, наносимое самке при спаривании, и активация иммунной системы мертвыми микробами также снижают функциональность спермы. Меньшая потеря фертильности спермы В наблюдалась в случае заражения через 24 часа, когда сперматозоиды уже хранились в семяприемниках. Для сперматозоидов А такой разницы не получили — это позволяет предположить, что хранение спермы самкой «защищает» сперматозоиды от незнакомых микроорганизмов. У самок, осемененных спермой В, риск остаться без оплодотворенных яиц был в 4 раза выше при заражении через 6 часов после спаривания. Это уменьшало фертильный период самки в среднем на 15 дней, что составляет 20–25% от продолжительности всей жизни. Фертильный период самок, осемененных спермой А, не отличался от контрольных самок, спаривавшихся с самцами из своей популяции. В целом сперматозоиды В обеспечивали на 30% меньшую оплодотворяемость, чем сперматозоиды А.

Таким образом, микроорганизмы могут играть роль репродуктивного барьера в эволюции. Авторы предлагают проверить полученные результаты на популяциях других видов.

Запах самок мыши сокращает фертильность и продолжительность жизни самцов