群策群力做到嘢? 研究揭精子或非孤軍作戰 原來會組隊合作
以往精子被認為是各自獨立,互相競爭努力游向卵子,但最新研究發現,部分節肢動物的精子會彼此黏結成團,形成由數百甚至數千個精子組成的群體,共同進入雌性生殖道,而這種精子合作更在超過4.5億年的演化歷史中反覆出現。
近四成生物出現精子接合
美國、意大利及匈牙利等地多間大學組成的研究團隊,整理大量精子超微結構資料,分析621種節肢動物及相關類群,追蹤「精子接合」(sperm conjugation)的演化歷程。精子接合指2個以上精子在雄性生殖道內互相結合,形成不同形態的群體。
結果顯示,在88個節肢動物目次中,有34個、即約38.63%出現精子接合,當中有些動物只讓2個精子結合,有些則形成更大的聚集體,例如鋸蜂的精子聚集體可包含約240至350個精子,部分類群甚至能形成包含數千個精子的特殊排列。有關研究已刊載於《Nature Communications》。
最早出現於5億年前
研究人員根據節肢動物演化樹回溯,發現精子接合可能最早出現在約4.53億至5.09億年前的寒武紀或奧陶紀,此後在不同演化支系中反覆出現及消失,反映精子「組隊」不是某一個動物祖先出現後一路保留下來的單一特徵,而是不同演化支系在不同時間點反覆走上相似的演化路線,並將現象視為精子之間的一種「社會合作」。
作用或不盡相同
研究也把焦點放在精子周圍的一種細胞外物質「精子相關物質」,發現多數精子接合的演化都發生在這物質出現之後,故此認為這物質可能是促成精子彼此結合及形成不同結構的重要前置條件。
精子為何要「組隊」?研究認為,精子接合可能與在雌性生殖道內的移動、精子儲存及其他生殖過程有關,但不同動物的作用可能不盡相同,目前也未了解這種合作對物種演化的影響。
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