Tema

Sega spermier vinner i längden

Tidigare har forskare ansett att alla friska spermier i en ejakulation är lika kapabla. Nya studier visar att spermier med lång uthållighet producerar betydligt friskare avkommor än kortlivade spermier – och att de positiva effekterna sitter i flera generationer framöver.

En av forskarna bakom studien, som finns publicerad i den anrika vetenskapliga tidskriften PNAS, är Simone Immler, forskare i evolutionsbiologi vid University of East-Anglia och Uppsala universitet.

– Det generella antagandet har varit att alla spermier som är kapabelt att befrukta ett ägg har samma chans att göra det. Det har varit känt att det finns en stor individuell variation mellan spermierna, men man har menat att detta inte påverkar hur livsduglig avkomman är. Vår studie är första gången någon har visat att så inte alls är fallet, säger hon.

Kortlivade spermier åldras snabbare
För att testa hypotesen att spermier i en och samma ejakulation påverkar avkomman olika samlade forskarna in en sats från zebrafisken, Danio rerio, och delade upp den i två petriskålar med vatten.

I det ena försöket valde forskarna att befrukta ägget omedelbart efter att sperman kommit i kontakt med vattnet och aktiverat spermierna. I det andra försöket valde de att vänta i 25 sekunder tills att ungefär 50 procent av spermierna hade dött innan de tillsatte dem till ägget. Äggen kom från samma hona.

– Avkomman till de långlivade spermierna hade fler livsdugliga och friska avkommor än de med kort livslängd. Effekten var verkligen slående beroende på vilken sperma vi valde.

Zebrafisksex i labbmiljö ger oss nya kunskaper om spermier. (Danio rerio) Bild: Wikimedia/Lynn Ketchum, Oregon State University

Generellt hade avkomman till de ”sega” spermierna en sju procent högre överlevnad jämfört med kontrollspermierna.

Speciellt framgångsrika var den ”manliga” avkomman till de sega spermierna som producerade både fler och snabbare spermier än jämförelsespermierna. Det visade sig även att de honor som avkomman parade sig med lade 20 procent fler ägg än de som parades med avkomman till de kortlivade spermierna. Dessa positiva effekter fördes även vidare till nästa generation.

Korrekturläsning av genomet
Hur det kommer sig att det är just de långlivade spermierna som ger upphov till bättre livslämpad avkomma är ännu oklart, men Simone Immler hoppas kunna ta reda på det i framtida studier. Vad forskarna dock vet är att varken hon- eller hanavkomman till de långlivade spermierna uppvisar några negativa effekter, vilket bådar gott inför framtiden.

Inga avkommor till de sega zebrafiskspermierna dog i förtid, var missbildade eller hade problem med att fortplanta sig.
Enligt Simone Immler kan forskningsresultaten få stort betydelse för viktiga evolutionsprocesser. Metoden att välja ut långlivade spermier kan till exempel hindra att skadliga mutationer får fäste och försämrar en individs överlevnadschanser.

– Om en spermie innehåller en gen som bär på en mutation är detta en effektiv metod för att få bort den mutationen. Det är ett billigt sätt att korrekturläsa genomets kvalitet. Ur ett evolutionsperspektiv kan det har stor effekt, till exempel vid inavel där det ofta förekommer skadliga mutationer.

Kan användas vid IVF
Simone Immler hoppas även att upptäckten kommer att ha betydelse vad gäller olika typer av provrörsbefruktningar även kallat IVF (in vitro-fertilisering).

– En av IVF-metoderna går ut på att en doktor slumpmässigt väljer en spermie och injicerar i ägget. Eftersom vårt arbete har visat att det finns skillnader även mellan friska spermier hoppas vi kunna öka framgångsnivån i dessa försök.

Forskarna har redan påbörjat tester på mänsklig sperma för att undersöka om de kan finna liknande mönster som hos zebrafiskarna. Trots att de bara är i inledningsfasen ännu är Simone Immler vid gott hopp om att de kommer att hitta ”något” som kan vara av betydelse och att man inom snar framtid kan börja tillämpa kunskapen inom IVF.

Storleken har också betydelse

Det är dock inte bara spermiernas uthållighet som påverkar om det blir någon avkomma. Forskare vid Stockholms universitet och universitetet i Zürich har upptäckt att honans storlek på fortplantningsorganet påverkar antalet spermier som en hane producerar.

– Vi fann att hos arter där det är svårt för spermierna att ta sig fram till ägget produceras små, men många spermier. Detta för att spermierna riskerar att simma vilse eller spädas ut på vägen. Hos arter där det är lätt att ta sig fram till ägget produceras större och längre, men färre spermier i jämförelse, säger John Fitzpatrick, forskare vid zoologiska institutionen vid Stockholms universitet.

Han och kollegorna undersökte även om en arts metabolism hade något att göra med antalet och storleken på spermierna som producerades. Så verkade dock inte vara fallet.

Dessa upptäckter kan hjälpa forskarna att förstå varför människan har relativt små spermier i jämfört med exempelvis en mus som har 1-1,5 gånger större.

– Det är en evolutionär fråga som ger en bättre förståelse för hur storleken på spermierna påverkas av olika inre faktorer.

Text: Izabella Rosengren på uppdrag av forskning.se

Vi finns där du är @forskningsnyhet

Sega spermier vinner i längden

 lästid ~ 4 min