Mají vlaštovčí samci z populací s mnoha nevěrníky větší spermie?
Velikost spermií se mezi různými, i blízce příbuznými druhy často dramaticky liší, což je nejčastěji dáváno do souvislosti s různými sexuálními strategiemi a náklady na sex a rozmnožování. Méně je ovšem známo o její vnitrodruhové variabilitě. Mezinárodní tým včetně našeho vědce Tomáše Albrechta právě ji studoval u sedmi populací tří poddruhů známé vlaštovky obecné (Hirundo rustica).
Rozměry spermií hrají v evoluci poměrně důležitou úlohu; v případě, že se samice páří s více samci, běžně dochází ke kompetici spermií v jejím pohlavním traktu a lépe pohyblivé, větší spermie s větším počtem mitochondrií mají zpravidla větší šanci na úspěch. U některých druhů (možná více, než si zatím myslíme) může docházet i ke skryté samičí volbě, kdy samice k oplodnění vajíčka vpustí pouze spermie od jednoho samce z většího množství uskladněných ejakulátů. Produkce spermií s sebou ovšem rozhodně nenese jen zanedbatelné náklady, jak bychom si mohli myslet z klasického srovnání nákladů na tvorbu pohlavních buněk samic a samců. Tvorba jednotlivé spermie je sice daleko „levnější“ než tvorba vajíčka, ale při jejich množství a také složení ejakulátu jde i tak často o výrazný výdaj. Zvlášť u druhů, kde jsou spermie relativně obrovské vůči velikosti těla, přinášejí extrémně vysoké náklady (například u octomilek).
Jak je to ale u ptáků? Mnozí pěvci žijí v párech, ale jsou velice promiskuitní. Dřívější studie potvrdily, že variabilita v délce spermií klesá u ptačích druhů se vzrůstající mírou kompetice spermií – jako by průměrné spermie byly ty nejlepší a extrémně veliké či malé byly v nevýhodě (hovoříme o stabilizující selekci na velikost spermie). Najdeme však podobný vztah i na nižší škále, mezi různě promiskuitními populacemi stejného druhu? Podobný výzkum nebyl zatím proveden. Tématu se chopil tým, jehož členem byl i docent Tomáš Albrecht z PřF UK, přičemž jako modelový druh si vybrali vlaštovku obecnou. Vlaštovky už v minulosti byly cílem mnoha jiných studií zaměřených na pohlavní výběr (například onoho známého zkracování nebo prodlužování samčího ocásku a jeho vliv na samičí volbu partnera), a tak se zdá provedení tohoto výzkumu jedině logické. Jde o sociálně monogamní druh se několika poddruhy, výzkum byl zaměřen na tři z nich: rustica, transitiva a erythrogaster, byť pouze poddruh rustica byl zastoupen více než jednou populací. Vlaštovčí samci pocházeli z celkem sedmi států od Izraele přes ČR až po Kanadu, a tak byla výrazná mezinárodní spolupráce v týmu nezbytností.
Jak od takového vlaštovčího samečka získáte sperma? V zásadě buď jemnou masáží kloaky, nebo odběrem vzorků z fekálií. Tým pak zjišťoval celkovou délku spermie, velikost hlavičky, střední části obsahující spojené mitochondrie i bičíku. Tyto rozměry pak srovnal v rámci studovaných populací pomocí smíšeného obecného lineárního modelu (GLMM). Statisticky významné se ukázaly rozdíly mezi všemi populacemi. Uvnitř poddruhu rustica, zastoupeného pěti populacemi, se ovšem lišily méně než ve srovnání s poddruhy transitiva a erythrogaster – alespoň v tomto případě tedy variabilita ve velikosti spermií odráží fylogenetickou příbuznost.
Překvapivě se neukázaly rozdíly v morfologii spermií mezi samečky z ukrajinských lokalit blízko Černobylu a daleko od něj, autoři tak nepotvrdili zjištění jedné starší studie, která jejich výskyt hlásila (nešlo ale o přesně stejné vzorky lokalit). Zajímavý je ovšem výsledek týkající se dalšího studovaného jevu, totiž souvislosti vnitropopulační variability velikosti spermií s množstvím potomstva pocházejícího z mimopárových kopulací (což je běžně používané měřítko nevěry). Zde byl zjištěn očekávaný negativní vztah, tedy s rostoucí mírou nevěry v dané populaci klesala variabilita v délce spermií mezi samci. Délka spermií přitom mírou promiskuity v populacích ovlivněna nebyla. Potvrdil se tedy předpoklad, který byl ověřen při některých mezidruhových srovnáních – promiskuita redukuje variabilitu ve velikosti samčích pohlavních buněk. V tomto případě jde o první studii, která se tímto fenoménem zabývá v rámci jednoho druhu. Přináší rozhodně zajímavé a podnětné výsledky. Doufejme, že se brzy dočkáme i dalších!
Julie Nováková
Akce dokumentů