新的研究表明,一些精子細胞是殘酷的操盤手,在受精的競爭中,扼殺了競爭對手。 這些邪惡的精子"毒害"其它的精子對手,迫使它們遊動無力,原地打轉,直至死亡。
在今年2月4日發表在《PLOS遺傳學》雜誌上的一項研究中,柏林馬克斯·普朗克分子遺傳學研究所(MPIMG)的研究人員在顯微鏡下對家鼠精子細胞進行了研究,以便更好地瞭解一種稱為t-單體型( t-haplotype )的特定DNA序列的影響力。研究小組從先前的研究中已經知道,攜帶這個基因序列的精子細胞往往向前遊動的方向更直(而不是死於原地打轉中),而且也比其它的精子游得更快。
©由實時科學。T-單體型精子(藍色軌跡)可以毒害和抑制它們的競爭對手(綠色小圈),迫使它們原地打轉。
現在,他們發現那些高效力精子的戰術非常卑劣。
MPIMG主任伯恩哈德·赫爾曼說:"含有t-haplotype的精子能夠癱瘓其它精子。訣竅是,t-haplotype型精子既可以'毒害'所有精子,也可同時產生解藥。而且這種解藥只對t-精子型(具有t-haplotype的精子)有效,可以保護它們自己。
赫爾曼說,就像馬拉松比賽,"所有參與者都飲用了有毒的飲料",但只有部分選手獲得瞭解藥。
t-haplotype 是一系列連結基因,在世界各地的家鼠細胞內位居17 對染色體中。(與有23對染色體的人類不同,老鼠只有20對)。赫爾曼稱它為"自私"的基因,這些遺傳物質的唯一使命就是:複製自己。據研究人員稱,t-haplotype的殘酷行為可以代代相傳,攜帶t-haplotype副本的雄性家鼠,會將其遺傳給多達99%的後代。
在研究了100多個小鼠的精子細胞後,赫爾曼等對這種自私 t-haplotype 的狡猾策略有了更多的瞭解。他們發現,t-haplotype"毒害"所有精子細胞生成的早期階段,對每個精子細胞注入了某些基因,抑制其正常的運動能力。
直到後期階段,當每個精子細胞一分為二裂變時,"解毒劑"才會發揮作用。分裂後,一半的精子細胞繼承了17對染色體上的t-單體型基因。這些幸運的精子,t-haplotype提供了新的基因變異,逆轉了"毒藥"的抑制作用。
而另一半精子細胞不攜帶t-單體型或其遺傳"解藥",生存則變得舉步維艱。這些中毒的細胞在直線遊動上遇到了大麻煩(遊動是精子細胞的一項重要的技能,它唯一的目標就是全速地向未受精的卵子衝刺遊動)。在他們的研究中,研究人員發現,許多沒有解毒劑的精子在死亡之前會迷失方向,繞著圈子游動,而它們的t-haplotype競爭者則直線向前遊動。
"我們的資料突出了精子細胞在殘酷地競爭,"赫爾曼說。遺傳差異可以使個體精子在生命競爭中佔據優勢,從而促進特定的基因變異遺傳給下一代。
看來,人之初性本善,並不盡然。