力争上游的高速“精子列车”

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    [生物通讯]小鼠精子会结成一对来加速游向卵子的进程。一项新研究显示，几百个个体精子会形成一个快速游动的梯队驶向精子，以使它们的基因最大限度获得战胜其它雄性精子的机会。

    在这个过程中，许多精子牺牲了它们自己赢得这场受精竞赛的机会。

    “我研究精子已有30年了，还从未发现这种现象。”在木鼠(Apodemus sylvaticus)研究中偶然间发现精子间这种合作方式的Harry Moore惊叹说。“我完全被惊呆了。”他说。

    小鼠射精1到2分钟后，精子就通过它们头部的一个钩子或是头头或是头尾相连。

    “它们就像一列火车的节节车厢。”任教于英国谢菲尔德大学的Moore说。在实验室里，精子列车可以扩大到包含成千上万个精子。在雌鼠体内，精子列车一般介于50-200个精子长度之间。

    结成队伍的精子游动速度比独行者快了约50％，尤其是在类似雌鼠阴道分泌的黏液中更是如此。

    人类的精子可能也采取类似的合作，Moore认为。当精子通过子宫黏液时，精子列车前面的精子与尾部的行为不同。“前面的精子作为开路者，改造黏液，使后面的精子更易通过。”他认为。

    只有精子个体才能进入卵子；因而木鼠的精子列车在形成20到30分钟后开始解体。许多精子，尤其是位于列车中部的个体头部会诱发一个反应，这个反应通常用于潜入卵子。

    Moore 认为，这个反应的作用是使精子黏性降低，黏性降低的精子成功受精的机会更大。

    但英国利物浦大学的进化生物学家Geoff Parker指出，这样会使雄鼠与其自己的精子发生潜在的矛盾。

    “雄性并不介意是自己的哪一个精子给卵子受精。”他说。但每一个精子都想成为幸运的那一个－－虽然最终的幸运儿也可能是它自己的兄弟而非另一个雄性的精子。

    这就与精子的自我牺牲相矛盾，Parker认为。这将取决于雄性在射精前是否就已经指定了哪些精注定是牺牲品，哪个是唯一的幸运儿，还是说这个自我毁灭的精子排列顺序是精子自身内部决定的。

    木鼠是一类“滥交”的动物：来自不同雄鼠的精子经常彼此竞争受精卵子。这些精子努力争取在数量上取得优势，以形成更大的组合：雄鼠睾丸就占了体重的5％。而人类的睾丸平均只有3.5 kg。

    无脊椎动物也有精子合作的现象。例如，一些软体动物会产生大小不同的精子，小精子可以搭乘大兄弟的列车。

参考文献

• Moore, H., Dvorakova, K., Jenkins, N.. & Breed, W. Exceptional sperm cooperation in the wood mouse. Nature, 418, 174 - 177, (2002).

生物通摘译自NATURE