Mykje konkurranse gjev likare sperm

Sædceller, eller spermiar, har berre ei oppgåve: å finna ei eggcelle å befrukta. Men sjølv om denne oppgåva er gjengs i heile dyreriket, finst det ei mengd svært ulike variasjonar i korleis oppgåva vert løyst. Hjå nokre artar, t.d. midd, er spermien liten og heilt utan hale, medan den er rundt 5 cm lang hjå ein nær slektning av bananflua.

- Hjå spurvefuglane, som utgjer meir enn halvparten av alle fugleartar, er spermiane ganske spesielle.

- Hovudet og midtdelen forma som ein korketrekkjar. Ved å spinna rundt sin eigen akse skrur dei seg framover i eit tempo som mennesket sin rumpetrolliknande sperm ikkje er i nærleiken av.

Undersøkt symjeeigenskapar

- Eg pleier å seia at spurvefuglane har Ferrari-sperm, gliser Terje Laskemoen, som i oktober disputerer for doktorgraden ved Nasjonalt senter for biosystematikk ved Naturhistorisk museum, Universitetet i Oslo.

Saman med kollegane Jan T. Lifjeld og Oddmund Kleven har han undersøkt symjeeigenskapar og morfologi, det vil seia korleis cellene er bygd opp, hjå spermiane. Forskarane har samanlikna på tre ulike nivå: hjå ein enkelt hann, innan arter, og mellom ulike artar av spurvefuglar.

Variasjonen i spermlengde er sjølvsagt ikke like høg som på tvers av dyreriket, men varierer likevel frå 40 til nesten 300 mikrometer. Kor mykje ”utanomreirleg aktivitet” hannen har, har mykje å seia for størrelse, variasjon i størrelse og symjeeigenskapar.

Høg spermiekonkurranse

- Dei fleste spurvefuglane er sosialt monogame, men ikkje seksuelt. Dei samarbeider som par om oppfostring av unger, men både hoer og hannar er ute og flyr i buskane med andre enn partnaren sin, forklarar Laskemoen.

- Dette varierer likevel mykje frå art til art. Hjå nasjonalfuglen fossekallen er det til dømes nesten ikkje utruskap. Men hjå tresvala kan så mykje som halvparten av ungane i populasjonen ha ein annan far enn hannen i reiret, og i nokre reir er det faktisk slik at ingen av ungane tilhøyrer hannen.

- Hjå artar med mykje utruskap, eller høg spermiekonkurranse, er det mindre variasjon mellom spermiane enn hjå artar med meir monogam atferd. Når konkurransen vert hardare, tvingar det seg fram ei straumlinjeforming, seier Laskemoen.

Raskare sperm

- Dermed kan vi forutseia graden av spermiekonkurranse temmelig presist berre vi kjenner variasjonen i spermiestørrelse hjå ein gitt art.

- Det er heller ikkje så enkelt at vi kan seia noko om seksualvanane ut frå spermielengda åleine. Vi må justera for kor nært eller fjernt ulike artar er i slekt. Og då er funna klare: høgare spermiekonkurranse fører til lengre spermiar. Eller meir presist, lengre midtdel, der cella sitt ”kraftsenter”, mitokondriet, sit. 

- Vi fann òg at artar med høg spermiekonkurranse hadde raskare sperm enn artar med låg spermiekonkurranse. Det kom ikkje akkurat som noko bombe, men det er like fullt fyrste gongen at dette er påvist hjå fuglar.

Spermlager

I tillegg har dei i eit studie av den nordamerikanske arten tresvale undersøkt kva eigenskapar hjå sædcellene som gjev størst fertiliseringssuksess, altså flest befruktningar. Eitt av suksesskriteria var mengda av spermen, heller ikkje det noko overrasking.

Mest, størst, raskast, altså, nesten som eit olympisk slagord. Men Laskemoen vil ikkje konkludera med at dei same kriteria alltid gjeld i heile dyreriket.

- Konkurransen finst sjølvsagt, men kriteria for suksess vil variera. Vi har berre forska på spurvefuglar, og her òg står det att mykje som vi ikkje veit enno.

- Og hjå spurvefuglane har dessutan hoene fleire små spermlager, der spermiane kan verta oppbevarte i dagar og til og med veker. Størrelsen på desse lagra varierer, og det kan godt vera slik at hjå artar med små eller korte lager vil kortare spermiar ha ein fordel, seier Laskemoen.

Lokkar med mp3-spelar

- I tillegg er det mykje som tyder på at kompatibilitet, altså kor godt hoa og hannen sine gener passar sammen, kan vera svært viktig for utfallet av paringar hjå mange artar. Kvar denne seleksjonen slår inn, om det er rett etter paring eller heilt framme ved egget er framleis uklart, men dette forskningsfeltet er ”hot” for tida.

Forskarane har valgt å forska på spurvefuglane fordi ein har mykje kunnskap om dei frå før. I tillegg er ganske mange av dei enkle å fanga.

Når forskarane skal ta prøvar av fuglane, spelar dei songen til arten dei vil undersøkja på ein liten mp3-spelar. Når hannen kjem for å forsvara reviret sitt, vert han fanga i eit vanleg fuglenett.

Tretti sekund

- Vi tek blodprøve av og ringmerkjer dei fanga fuglane. Så gjev vi dei ein rask massasje i nokre sekund, og vips har vi forskingsmaterialet i handa, smiler Laskemoen.

- Hjå spurvefuglar er denne teknikken spesielt enkel fordi hannane har spermlager på kvar side av kloakkopninga. Det er desse lagra vi masserer.

Med seg har forskarane eit mobilt laboratorium, med mikroskop og videoopptakar. Så snart prøven er teken, vert den tynna ut og lagt under mikroskopet.

- Det er viktig at vi kan få studert symjeeigenskapane så fort som råd, og frå prøven er teken til den ligg under mikroskopet og opptaket er i gang, går det som regel under tretti sekund, seier Laskemoen.

Denne saka er òg publisert på forskning.no