《Ecology and Evolution》：Sperm Attraction by Female Reproductive Fluid in a Fish With an Unconventional Fertilisation Strategy
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主动精子引导至卵子对于配子在受精窗口内相遇是必要的，通常通过雌性生殖液（female reproductive fluids，FRF）对精子鞭毛运动（flagellar movement）的作用实现。然而，在具有非常规受精策略的物种中——即偏离配子释放到开放水
主动精子引导至卵子对于配子在受精窗口内相遇是必要的，通常通过雌性生殖液（female reproductive fluids，FRF）对精子鞭毛运动（flagellar movement）的作用实现。然而，在具有非常规受精策略的物种中——即偏离配子释放到开放水体或精子直接转移至雌性生殖道（female reproductive tract）的策略——FRF是否保留这一功能仍未知。研究人员在鳑鲏（bitterling）这一寄生淡水蚌的小型鲤科鱼类中检验了FRF的精子引诱作用。鳑鲏将精子和卵子沉积于蚌鳃内，配子相互作用受蚌呼吸产生的水流促进。由于流驱动物理过程可能促进精子-卵子相遇，研究人员认为对FRF主动精子引导的选择可能放松。或者，精子吸引可能通过参与FRF其他生殖功能的基因的多效性效应（pleiotropic effects）得以维持。利用近期开发的精子选择腔（sperm selection chamber）和欧洲鳑鲏（Rhodeus amarus），研究人员发现相比水对照，更多精子在FRF通道中累积。此外，欧洲鳑鲏精子对同种（conspecific）FRF与远缘亚洲鳑鲏FRF相比未表现出偏好。结果表明鳑鲏FRF类似于传统受精模式物种的FRF，暗示其可能介导精子选择和隐性雌性选择（cryptic female choice）。研究人员讨论了在转向物理介导受精环境后鳑鲏FRF精子诱引特性持续存在的替代进化情景。
研究背景与问题：精子主动引导至卵子是保证配子在受精窗口内相遇的重要机制，通常由雌性生殖液（FRF）中氨基酸、肽和蛋白质等活性成分作用于精子鞭毛运动实现。FRF在内部和外部受精者中均被发现具有精子吸引作用，但其在非常规受精策略物种中是否保留尚不清楚。欧洲鳑鲏（Rhodeus amarus）是寄生淡水蚌的小型鲤科鱼类，雌鱼将卵产入蚌鳃腔，雄鱼向蚌入水管射精，精子由蚌呼吸水流带至鳃内卵子处受精；受精虽在雌体外发生，但精卵并不释放到开放水体，配子相遇主要由流驱动物理过程促进。由于这一特殊环境可能降低对FRF主动精子引导的选择压力，作者提出两种可能：FRF精子吸引功能可能因冗余而丢失，也可能因FRF其他生殖功能相关基因的多效性效应而保留，或与隐性雌性选择有关。因此，研究人员检验欧洲鳑鲏FRF是否吸引精子、该作用是否具有种属特异性，并测定FRF对精子运动寿命的影响。意义在于理解非常规受精策略下配子相互作用、FRF功能演化及隐性雌性选择的潜在作用。
关键技术方法（不超过250字）：研究人员使用欧洲鳑鲏R. amarus（源自捷克Kyjovka河和土耳其Ballica河）与亚洲鳑鲏Sinorhodeus microlepis（中国重庆长江流域11尾成鱼的F1后代）的FRF和精子。采用3D打印生物惰性树脂精子选择腔，设A、B介质井、S精液井和中央井形成FRF-水或同种-异种FRF梯度；精子加载后50 s从A、B井取3 μL计数。开展三类试验：同种FRF vs水、异种FRF vs水、同种 vs异种FRF；每组合两次、顺序随机平衡。另测13尾雄鱼精子在FRF与水中的运动持续时间。采用高斯分布广义线性混合模型（GLMM），以雌-精池组合为随机效应、精子浓度为协变量，R 4.5.0分析。
研究结果：
小标题：Bitterling sperm clearly responded to the chemoattractant properties of conspecific FRF. 通过同种FRF与水对照的精子选择腔试验，21次试验中19次FRF井精子数更高，差异显著（FRF：143.09 ± 10.48；水：77.64 ± 10.22），表明欧洲鳑鲏精子对同种FRF化学引诱特性有明确反应。通过异种FRF与水对照试验，S. microlepis FRF井也吸引显著更多R. amarus精子（FRF：137.11 ± 10.6；水：105.94 ± 11.55）。
小标题：Bitterling sperm attraction to FRF was not species-specific. 通过同种FRF与异种FRF直接比较试验，两井精子数无差异（R. amarus FRF：215 ± 16.25；S. microlepis FRF：219.33 ± 19.7），表明该吸引作用不具种属特异性；精子浓度及雌-精池组合身份未显著影响精子数，随机效应解释部分变异。
小标题：Sperm swimming longevity in R. amarus was enhanced by FRF. 通过FRF溶液与水对照的运动寿命测量，FRF中平均运动持续时间超过水对照两倍（FRF：243.38 ± 9.25 s；水：102.69 ± 10.74 s），模型检验显著，表明FRF增强欧洲鳑鲏精子运动寿命。
讨论总结与结论翻译：作者指出，尽管欧洲鳑鲏是精子竞争研究的重要模型，其精细受精动态仍研究不足；本研究显示，在配子相遇主要由蚌呼吸流驱动物理过程促进的背景下，FRF的精子吸引属性并未丢失，且对异种FRF也无明显偏好。作者讨论认为，FRF延长精子寿命可能对吸引试验产生混杂，但寿命增强在精子加载50 s后采集时尚未明显，且精子是游向FRF-水梯度而非直接在FRF中激活，故作者认为其影响可忽略。作者进一步指出，FRF活性成分的合成可能对雌性有成本；若精子吸引功能成本高，在流辅助受精环境中丢失应有利，但蚌内水流不一定使精液直接到达受精位点，雌性偏好高通风率蚌虽利于卵和胚胎供氧，却可能缩短精子在鳃内滞留时间，因此主动精子吸引仍可能被需要。作者强调，当前设计不能确定FRF的精子吸引和延长寿命特性是受精所必需、由FRF主要功能相关基因的多效性效应维持，还是仅为进化伪迹；需结合蚌呼吸在精子运输中的作用、雄鱼产卵前射精行为和鳑鲏精子天然较长寿命进一步研究。FRF可能作为隐性雌性选择介质：雄鱼常在竞争者守护的蚌上偷排精液，雌鱼或可通过FRF对特定精子性状或特定雄鱼精子的偏好影响受精。异种试验中，R. amarus精子被异域S. microlepis FRF吸引高于水，且对同种与异种FRF无偏好；作者认为最可能解释是R. amarus不与其它鳑鲏同域共存，异种配子识别机制对其不相关，这与鱼和鸟杂交带中FRF对同种精子偏好强度与杂交风险成比例的证据一致。研究结论翻译：总之，研究人员发现，尽管长期蚌寄生进化史导致受精由蚌呼吸促进，鳑鲏FRF仍主动吸引精子并显著延长运动持续时间；蚌微环境影响精液与卵子/FRF相互作用的具体方式仍有待检验。
