2017. szeptember 24. vasárnap
Gellért, Mercédesz
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
A megtermékenyítés nem egy új kezdet - 2012-11-29 10:34:06 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 0 hozzászólás 
A megtermékenyítés nem egy új kezdet

Ausztrál kutatók új eredményeiket jelentették meg a közelmúltban a PLoS oldalain.  Kísérletükben kapcsolatot kerestek a hímivarsejtek élettartama és az utódok életképessége között a Styela plicata zsákállatnál. Arra a következtetésre jutottak, hogy ugyanabból az ejakulátumból kinyert, megtermékenyítésre később felhasznált, hosszabb ideje életben levő hímivarsejtek utódai életképesebbek voltak, mint a megtermékenyítésre azonnal felhasznált spermiumok utódai, mind laboratóriumi körülmények között, mind a természetben (1 óra telt el a kétféle mintával való megtermékenyítések között).

Ez azt jelzi, hogy az ejakulátumbeli  élettartamra vonatkozó különbségek befolyásolni tudják az utódok életképességét – vagyis az utódok emiatt létrejövő fenotípusos különbségei, variabilitásuknak egy új forrását jelentik – és ezt eddig soha nem vették figyelembe. Ez az összefüggés pedig szelekciós tényező lehet a hímivarsejtek és az utódok egyes jellemzőit illetően, így széleskörű ökológiai és evolúciós következményekkel járhat.
 
A zsákállatok a gerinchúrosok törzsének (Chordata) egy csoportját alkotják (Tunicata), tengerekben élő, általában helytülő életmódot folytató élőlények; külső vázuk van, lehetnek telepesek vagy magánosan élők. Tengeri fecskendőnek is hívják némelyik csoportjukat (Ascidiacea, ide tartozik a fenti faj is, mely egyébként az egész világon elterjedt), mert ezek képesek összehúzódással kispriccelni a vizet a testükben található kimeneti és bemeneti csövön ill. nyíláson át. Többnyire hímnősek (sokszor ivartalanul is szaporodnak), az ivarérett állatok diploidok, haploid petesejtjeiket és hímivarsejtjeieket egyszerűen kiengedik a csőben felfelé áramló vízbe, így a külső megtermékenyítésüek. A zigótából ebihalhoz hasonló, farkos lárva lesz, amely szabadon úszik, majd fejlődése végén valamely felületre rögzül, s átalakul ivarérett példánnyá (metamorfózis).


Szelekció adott spermium-fenotípusra

A hímivarsejt a legsokszínűbbnek ismert sejttípus: nem csak fajok között és fajon belül, hanem egy adott hímen ill. adott ejakulátumon belül is sokféle lehet. Az ejakulátumon belüli fenotípus-változatosság mindig fennáll, és gyakran igen nagy mértékű, de nem világos, hogy az adaptív értéke ennek mekkora. Ha minden más faktor ugyanolyan, azt várjuk, hogy a párzás utáni szexuális szelekció minimalizálja a spermiumok közötti fenotípusos varianciát azzal, hogy mintegy preferál bizonyos bélyegeket, amelyek a hím reproduktív sikerét növelik, vagyis optimális spermium-fenotípusra szelektál. Ezt alátámasztja egy olyan negatív összefüggés is, miszerint a variancia csökkenése a hímen belül megnöveli a megtermékenyítés sikerét akkor, ha kompetíció áll fenn a spermiumok között. Azaz, elsőre úgy tűnik, hogy a kisebb változatosság nagyobb megtermékenyítési sikerrel függ össze, ejakulátumon belüli spermakompetíciós körülmények között. (Az ejakulátumbeli változatosság oka általában bizonyos fejlődési rendellenességek megjelenése, amelyek a spermatogenezis és/vagy a hím szervezetének nem elégséges minőségellenőrzése miatt alakulhatnak ki. Ezért várjuk azt a párzás utáni szelekciótól, hogy minimalizálni igyekszik a változatosságot, ugyanakkor ezzel együtt megnöveli a kockázatát annak, hogy inkább a spermiumok kompetíciója fogja kialakítani az optimális spermium-fenotípust.)


Szelekció a fenotípus-változatosságra is?

A kutatók kísérleteik során azt találták, hogy nagyobb arányban érték el a lárvaállapotot a később megtermékenyítésre használt spermiumok utódai, és többen éltek két hét múlva is a tengerben, összehasonlítva azokkal a testvéreikkel, amelyek az ugyanabból az ejakulátumból származó azonnal megtermékenyítésre használt spermiumoktól származtak. Ez azt jelenti, hogy mind az átalakulás előtti, mind az, az utáni túlélésre hatással volt a hímivarsejtek élettartama. A spermiumok élettartama tehát egy újonnan felfedezett forrása az utódok változatosságának. Az azonban még mindig nem ismert, hogy magának a változásnak a hímivarsejtek fenotípusában van-e hatása a következő nemzedék egyedeinek rátermettségére. Ha ugyanis van hatása, akkor ez egy újabb szelekciós nyomást jelent a varianciára.

Egy adott fejlődési állapot fenotípusos tulajdonságai talán olyan szelekció alatt állnak, amely kapcsolatban áll egy másik fejlődési alak bizonyos tulajdonságaival, és lehetséges, hogy úgynevezett trade-off-ok („csereviszony”) jönnek létre ezáltal a spermium és az utód képességei között (ami az egyiknek előnyös, a másiknak nem). Közismert, hogy a hímivarsejt nagyobb előrehaladási sebességének szelekciós előnye van a megtermékenyítésnél, ám ennek az lehet az ára, hogy csökken az utód rátermettsége. Ezáltal, a szelekcióra adott válaszok egyik vagy mindkét állapotban (fejlődési alaknál) kényszerek alatt állnak, és egyes maladaptívnak tűnő fenotípusok (tulajdonságok) azzal magyarázhatók, hogy egy ezzel kapcsolatban álló, másik állapotbeli fenotípust (tulajdonságot) a szelekció viszont „előnyben részesít”. Emellett, a szelekció magára a változatosságra (esetünkben az ejakulátumbeli fenotípusos varianciára) mint külön bélyegre is hatással lehet.  

Akárhogyan is, ha a spermium fenotípusa kapcsolatban áll az utódéval, a megemelkedett spermium-fenotípus-variancia egy kockázat-elosztó stratégiára való szelekció eredménye lehet. Ismert tény, hogy a petesejt fenotípusa az utódéval összefügg, és az utódok közti változatosságnak szelekciós előnye lehet a kiszámíthatatlan, változó környezetben azáltal, hogy az anyai rátermettséget növeli (hiszen a rátermettség a túlélést és a szaporodási sikert foglalja magában). Ebben a tanulmányban még nem sikerült leírni a pontos mechanizmust, ami teljesen megmagyarázná az eredményeket; még sok hasonló kutatásra van szükség ahhoz, hogy végül akár kijelenthessük: ugyanilyen szelekciós nyomás áll fenn a spermiumok varianciájára vonatkozóan.  Néhány lehetséges magyarázatot azonban már felsorakoztatnak a szerzők a spermiumok élettartama és az utódok életképessége közötti összefüggésre.


A generációkon keresztül továbbadódó különbségek lehetséges okai és jelentősége

Az energiamennyiség adott a hímivarsejtben, így valószínűleg trade-off áll fenn az élettartam és a sebesség között, habár ezt a viszonyt még nem mutatták ki adott hímen belüli szinten. A külső megtermékenyítésű élőlények esetén emellett várhatóan kiváltképp fontos a sebesség a megtermékenyítés sikeréért folyó versenyben (ahogy a spermiumok sűrűsége is). Vagyis, előfordulhat, hogy inkább a gyorsan mozgó sejtek „győztek” a friss megtermékenyítésű kezelési csoportban, míg a hosszabb ideje élő sejtekkel megtermékenyített kezelési csoport esetén a lassabbak maradtak meg életképesnek (termékenyítőképesnek). Ha például a spermium metabolikus rátája az utódéval összefügg, akkor lehetséges, hogy ez megmagyarázhatja a tapasztalt különbségeket az utódok életképességében.

Alternatív magyarázat: ha a haploid genom befolyásolni tudja a spermium fenotípusát, akkor a különböző allélkészletek más-más preferenciával szelektálódhattak a két kezelési csoportban, és így a különböző apai genomok máshogy hatottak az utód életképességre. Egy másik elképzelés lehet, hogy a különböző apai genomok más-más epigenetikus hatásokkal lehetnek az egyes spermiumok génkifejeződésére, és ezek a mintázatok továbbadódhattak az utódoknak, és ez magyarázza a transzgenerációs különbségeket és összefüggéseket az egyes fejlődési alakok során.  

A mechanizmus bizonytalanságától eltekintve viszont lényeges a felfedezés, hogy az ejakulátumon belüli különbségeknek létezik generációkon átívelő hatása az utód életképességére. Az is egyre világosabb, hogy az ivarérett állapot rátermettségére hatással vannak az embrionális és lárvaállapotbeli tapasztalatok. Vagyis úgy tűnik: a megtermékenyítés nem tiszta lappal indulást jelent.

Forrás: PLoS, Kép
: Styela plicata ivarérett egyed, felső részén a bevezető és kivezető csővel

2012. november 28.

Kettinger Dóra

Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 4, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 


Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés