Sädesceller känner igen ”bröder”

Hos musarter vars honor parar sig med många olika hannar bildar sädesceller grupper med sina närmaste släktingar för att få ett försprång i kapplöpningen fram till ägget, visar en ny undersökning.

När sädesceller väl är inne i honan kan de hitta och – med hjälp av strukturer på huvudet – bokstavligt talat haka sig fast vid sina syskon mitt i strömmen av sädesceller från andra hannar. På så sätt kan sädescellerna dras med av varandra, ungefär som tävlingscyklister gör, och förflytta sig fortare än de kan på egen hand, säger Heidi Fisher, som är evolutionsgenetiker på Hoekstra Laboratory vid Harvard University i USA, och som är en av personerna bakom undersökningen.

”Det är verkligen förbluffande att den enskilda cellen kan göra detta”, säger Heidi Fisher. ”Vi brukar föreställa oss sädesceller som klungor av DNA med mycket snabba svansar. Men [nu vet vi] att de är kapabla att forma dessa komplexa grupperingar.”

Det är också överraskande att sädescellernas förmåga att känna igen varandra är ”otroligt raffinerad”, tillägger Heidi Fisher.

Under försöken kunde sädesceller identifiera andra sädesceller från samma hanne, trots att de andra sädescellerna var blandade med sperma från närbesläktade möss.

Evolutionen tvingar sädesceller till grupparbete

Heidi Fisher och hennes kollega Hopi Hoekstra studerade musarten Peromyscus polionotus, som håller sig till samma partner hela livet, och en besläktad art, Peromyscus leucopus, som har många olika partners. Honor av arten Peromyscus leucopus kan flera gånger inom en minut para sig med flera olika hannar.

Forskarna plockade ut sperma från flera individer av varje art och blandade två prover i fyra olika kombinationer. I ett försök blandade de exempelvis sperma från två obesläktade Peromyscus polionotus, medan de i ett annat tittade på sperma från två ”bröder” av arten Peromyscus leucopus (Sperman innehåller både manliga och kvinnliga kromosomer.)

Vid varje tillfälle färgades sperman från den ene hannen så att den lyste grönt i ultraviolett ljus, medan sperman från den andre hannen lyste rött.

Hos båda arterna bildade sädescellerna grupper, som simmar betydligt snabbare än enskilda celler.

I varje försök med Peromyscus leucopus bildade sädescellerna dock uteslutande klungor med sina bröder. Hur cellerna känner igen varandra vet man fortfarande inte.

En teori är att besläktade sädesceller på huvudet utsöndrar ett visst protein, som fungerar som identifikation, skriver forskarna i sin undersökning.

Enligt Heidi Fisher bör det även påpekas att grupparbetet varade bara i två timmar eller mindre, tills sädescellerna nådde fram till ägget. Förbrödringen upphörde, när de enskilda cellerna skulle tävla om att tränga in i ägget.

Till skillnad från det bildade sädescellerna från Peromyscus polionotus slumpmässiga grupper utan familjeband, visar undersökningen, som nyligen publicerades i tidskriften Nature.

Resultaten stöder antagandet att konkurrens är en drivkraft i utvecklingen av sädescellers beteende, säger Heidi Fisher.