鸣禽的精子进化

Chris -现在，我们来讨论一下精子细胞，生物学家Terje Laskemoen将其描述为非常矛盾的。

Terje -它们的任务很简单，首先到达卵子，实现受精，但这是整个动物王国中，就大小而言，变化最大的细胞。

克里斯-那有什么变化呢?

Terje -你有来自线虫的精子，你不想在你体内的小蠕虫可能只有几微米大，而果蝇的精子几乎有6厘米大。

克里斯:6厘米!?但它们是苍蝇。它们是小苍蝇。

Terje -对，没错。精子的长度实际上是个体长度的10倍。

克里斯:为什么?他们是怎么用这种东西的?

特杰:嗯，现在还不能完全理解为什么它们那么大，但是当然，会有一个权衡。所以它们不是产生数百万甚至数十亿的精子，而是有一些非常大的精子。出于一些奇怪的原因，这在这些物种中是有效的，但这当然是一个例外。

克里斯-那鸟类呢?

Terje -鸟类的精子和人类的精子相比非常特别。人们习惯了蝌蚪的东西——圆脑袋，游泳，鞭毛跳动，看起来像蝌蚪。鸟类的精子则大不相同。它们实际上是螺旋形的(头部和中部)。它们在介质中移动的方式实际上是绕着自己的轴旋转，同时拍打鞭毛。我喜欢用蝌蚪精子来形容人类，法拉利精子来形容鸟类。

克里斯:他们真的更快吗?

泰杰:他们肯定快多了。快十倍，是的。

克里斯:那么，对于这种戏剧性的差异，显而易见的问题是，为什么?

Terje -我只研究鸣禽。我必须特别说明，因为其他鸟类的精子不一定是螺旋形的。

克里斯:真有意思。那我问个问题，你们是鸟吗学习，他们是——滥交吗?

特杰:是的，绝对是!

克里斯:所以这里有一种选择，这里有一种选择，因为有可能雌鸟在做一些改变，雄鸟也在做一些改变。这里的竞争很激烈。

泰杰:是的，这就是为什么这个系统如此迷人的原因，因为鸟类既在社会上一夫一妻制，也在基因上一夫一妻制。在这些物种中，我们发现精子确实是多变的，无论是在雄性体内还是在雄性之间。而在其他鸟类物种中，它们是一夫一妻制的，我们有一个母亲和一个父亲养育后代，但在基因上是高度混杂的。所以，雄性飞来飞去，雌性接受雄性的到来。

克里斯-如果你有一对鸟，那你的分数是多少?这对鸟的后代中有多少是由这对鸟中的雄鸟所生的?

Terje -是的，这是非常非常多变的。极端的情况发生在澳大利亚，高达80%的后代是由另一个雄性而不是饲养它们的社会雄性所繁殖的。

克里斯:好吧，所以这里有很大的压力，要确保你的精子，能真正传递给下一代，这就是为什么他们要这么快?

Terje -是的，速度和滥交的程度是有关系的。精子竞争越多，精子游得越快。

克里斯:那么从直觉上讲，如果精子处于那种竞争水平速度是关键因素那么它们就有更大的压力来保持精子的大小与那些你说的更倾向于一夫一妻制的动物和鸟类相比。压力较小，精子可以在大小和速度上有很大的变化。

泰杰:对，没错。这就是它现在指向的。尽管性交速度和这种滥交程度之间有很强的关系，但精子大小的变化却有着极其紧密的联系。所以，在一个一夫一妻制的物种中，基因上一夫一妻制，精子大小的变化很大精子竞争越多，精子的变化就越小，直到极端的一端出现高度的滥交，雄性之间的精子看起来几乎一模一样。所以，我们实际上发表了一篇论文，说你可以给我看你的精子，我可以预测你的滥交程度。

克里斯:这同样适用于人类吗?不。

特杰:嗯，人类是适度滥交的。我们有一个可以和我们比较的物种。比如说，黑猩猩……

克里斯-他们很滥交，是吗?

他们比我们更滥交，他们的精子比我们更快。

Chris -所以它符合模型。

Terje:是的，它符合这个模型，实际上，大约5年前发表了一篇关于这个的论文，研究了黑猩猩，人类和大猩猩，结果与预测的方向一致。所以大猩猩的精子最慢，人类在中间，黑猩猩最快。

Chris -所以重要的不仅仅是尺寸。速度是最重要的。

泰杰:还没有人研究过类人猿精子大小的变化，但最近有一篇关于昆虫的论文，报告了我们的发现。现在有些人在群居昆虫中研究了这个，比如蜜蜂，大黄蜂和蚂蚁，他们发现了同样的模式。因此，精子竞争越多或滥交程度越高，精子细胞的变异就越低。

克里斯-这是一个很微妙的问题。当你向它们索要精子样本时，它们会答应吗?你们是怎么拿到样品的?

泰杰:嗯，我们给他们轻柔的按摩，这是一个有趣的问题，因为有些人，当他们问我是做什么的时候，如果我想长话长说，我会开始告诉他们我是一个生物学家，我研究鸟类等等，最后说我研究精子进化。但另一方面，我可以告诉他们我的工作是给鸟打飞机。

但我想以一种更严肃的方式结束。鸟类有储存精子的器官，就在它们的泄殖腔附近，这使得它们的泄殖腔看起来像一个管子在繁殖季节，它们的精子产量达到顶峰。这些就是我们按摩来强迫射精的部位。当你有经验时，这在5秒内完成。你可以像我们一样取血液样本，取精子样本，匹配翅膀的大小，把鸟绑起来，在几分钟内放出来。