Nature解释巨大精子悖论

　　

——一项研究解释了为什么一些雄性果蝇会生成比它们身体长度长20倍的精子细胞

生物通报道：如果要说精子大小，那么绕不过的就是果蝇，这个微小动物可以和鲸鱼媲美（鲸鱼以阴茎巨大而出名），但是这个存在让科学家们感到不解：为何这种昆虫需要如此巨大的精子细胞呢？这种目前发现的最极端的例子其存在的理由是什么呢？

来自美国雪城大学的一组研究人员发现原来这是由雌性性选择驱使的，由于雌性果蝇增加其精液接受器的长度和交配次数以增加交配成功的机会，而最健康、最高质量的雄性能产生最多最大的精子，因此这一进化过程导致雄性果蝇演化出了具有竞争力的巨大精子。

这一研究成果公布在5月25日的Natue杂志上。

来自日本京都理工学院的Tim Karr对此点评道（他未参与该项研究），“这种生物学与众不同，此前一直都未能有很好的解释，我认为（这项研究）将会有助于更进一步的研究。”

为了解开这个谜题，雪城大学的 Scott Pitnick等人结合了两种技术：其一是黑腹果蝇中相互作用特异特征的遗传分析，另一个则是进行雄性和雌性繁殖潜能与健康和营养有何关联的比较分析。

结果研究人员发现雌性果蝇体内精子受器与雄性果蝇的精子长度有关，长一点的精子在置换方面更具有优势，它在精液受器内能抵抗住更短竞争精子的置换。

而且更长的精液受器也会促使精子的长度朝着更长的方向进化，也就是说最健康，最高质量的雄性产生最多最大的精子。这给雌性间接带来遗传益处。

关于精子的研究颇受关注，此前一组研究人员实现了将取自人类、大鼠和猴子的细精管（即在实验过程中生成精子的组织）诱导为成熟的精子细胞。

2011年，日本的一个团队在实验室中制造出了老鼠精子，但是法国科学家称，他们是首个在人类中进行此项实验的团队。经过20年的持续研究，他们表示已能够把细精管中的祖细胞，即精原细胞，培育为成熟的精子。如果这是真实的，那么这将是培育人类精子的首个方法。

这项研究的目的是为那些未到青春期却罹患癌症的青少年男性冷冻组织，这样他们日后仍然可以抚育后代。因为精原细胞会在放射和化疗中损坏，这样那些尚未到青春期的男性在成年后就不能冷冻精子了。科学家首次培育出人类精子

（生物通：万纹）

原文摘要：

How sexual selection can drive the evolution of costly sperm ornamentation

Post-copulatory sexual selection (PSS), fuelled by female promiscuity, is credited with the rapid evolution of sperm quality traits across diverse taxa1. Yet, our understanding of the adaptive significance of sperm ornaments and the cryptic female preferences driving their evolution is extremely limited1, 2. Here we review the evolutionary allometry of exaggerated sexual traits (for example, antlers, horns, tail feathers, mandibles and dewlaps), show that the giant sperm of some Drosophila species are possibly the most extreme ornaments3, 4 in all of nature and demonstrate how their existence challenges theories explaining the intensity of sexual selection, mating-system evolution and the fundamental nature of sex differences5, 6, 7, 8, 9. We also combine quantitative genetic analyses of interacting sex-specific traits in D. melanogaster with comparative analyses of the condition dependence of male and female reproductive potential across species with varying ornament size to reveal complex dynamics that may underlie sperm-length evolution. Our results suggest that producing few gigantic sperm evolved by (1) Fisherian runaway selection mediated by genetic correlations between sperm length, the female preference for long sperm and female mating frequency, and (2) longer sperm increasing the indirect benefits to females. Our results also suggest that the……