Mysteriet med spermien som inte kan befrukta
Hos många arter har hannarna två typer av spermier – en som kan befrukta och en som inte kan. Det har vetenskapen känt till länge, men vad de icke-befruktande spermierna har för funktion är till stor del fortfarande ett mysterium.
Luisa Kumpitsch, marinbiolog vid Institutionen för marina vetenskaper, har kommit en bit närmare svaret i sin forskning.
– Jag minns första gången jag såg dem. Jag blev helt fascinerad, säger Luisa Kumpitsch, som de senaste åren forskat om så kallade para-spermier, alltså spermier som inte kan befrukta honans ägg.
Hos de arter av snäckor som Luisa Kumpitsch undersökt producerar hannen paraspermier vid sidan av de betydligt fler befruktande spermierna – så kallade euspermier. I mikroskop syns tydligt hur de långa, smala euspermierna fäster sig runt paraspermien.
– De ser ut som små solar under mikroskopet.
Vanligt fenomen i djurriket
Icke-befruktande spermier finns hos så vitt skilda djurgrupper som insekter, ringmaskar, tagghudingar och blötdjur. Hos strandsnäckor har de två spermietyperna varit kända i över hundra år. Men vad de icke-befruktande spermierna fyller för funktion är i stor utsträckning okänt.
En teori liknar dem vid en slags kollektivtrafik.
– Tanken har varit att de fungerar ungefär som en buss som transporterar de befruktande spermierna till honan. Sedan är deras jobb klart, säger Luisa Kumpitsch.
Hennes egen forskning visar på att de troligen har en mer komplex funktion.
När Luisa Kumpitsch hyvlade spermiecellerna i väldigt tunna skivor och undersökte dem med elektronmikroskop så hittade hon stora kapselliknande strukturer omgivna av membran inne i cellerna. Där fanns också vad hon tror är lipiddrioppar, små ansamlingar av fett, och mitokondrier – cellens kraftstationer.
Hjälper spermien hantera stress?
– Den största överraskningen var de här riktigt stora membranomslutna strukturerna. Jag trodde först att de kunde vara fyllda med lipider men det var de inte. Så jag vet faktiskt inte vad de innehåller.
Luisa Kumpitsch avfärdar inte bussteorin helt och hållet. Men det hon kommit fram till talar för att transport knappast är paraspermiernas hela uppgift.
– Om det vore så tror jag inte att de skulle behöva så många energikrävande komponenter. De har mitokondrier, lipider och de här stora strukturerna, säger hon.
I stället pekar hennes forskning, som också inkluderar studier av cellernas protein, på att paraspermierna kan hjälpa till att oskadliggöra reaktiva syreföreningar som bildas hos de befruktande spermierna. Syrorna kan orsaka stress och skada dem. På så sätt skulle paraspermierna kunna hjälpa de befruktande spermierna att hålla sig funktionsdugliga en längre tid.
En annan teori som diskuterats tidigare är att paraspermierna fungerar som en slags gåva av näringsämnen till snäckhonan vilket skulle kunna öka en viss hanens chans till fortplantning. Luisas forskning ger ett visst stöd till den teorin. Men det är fortfarande oklart om paraspermierna verkligen överförs till honan, tillsammans med de befruktande spermierna.
Fyller viktig funktion
– Det jag kan säga är att paraspermierna verkar ha en stödjande funktion. Men exakt vad den består i kan jag ännu inte belägga vetenskapligt, säger Luisa Kumpitsch som nyligen disputerat med en avhandling om spermiers evolution i marina organismer.
Att olika typer av icke-befruktande spermier ändå utvecklats i olika delar av djurriket talar för att de fyller viktiga funktioner.
– De är inte nära släkt med varandra, så att ha två olika typer av spermier måste vara en framgångsrik strategi eftersom det har utvecklats i så många olika grupper, säger Luisa Kumpitsch.
Om du skulle fortsätta forska om paraspermier, vilket skulle vara ditt nästa experiment?
– Nästa steg vore defintivt att titta in i honan. Det finns många vetenskapliga artiklar som säger att paraspermierna överförs till honan, men ingen av dem visar dem faktiskt där. Det första steget vore därför att bekräfta att de finns i honan.
Läs mer: From Form to Function – Sperm Evolution in Marine Organisms
Text: Mikael Andersson