Жуки развили свою сперму так, чтобы она самостоятельно приспосабливалась к повышающимся температурам

Виды могут перестать размножаться из-за повышения температур. Но некоторые, наоборот, благодаря пластичности спермы и яйцеклеток спокойно выживут. Например, жуки разработали сложные механизмы для размножения, несмотря на увеличивающуюся температуру, — согласно новому исследованию из Университета Восточной Англии.

У жуков обоих полов развились механизмы, которые позволяют их сперме и яйцеклеткам быстро справляться с возрастающим изменением температуры окружающей среды. Исследовательская группа говорит, что результаты помогут видам защитить себя от изменения климата.

Повышающиеся и более изменчивые глобальные температуры создают проблемы для биоразнообразия — особенно для воспроизводства, которое является термически чувствительным. Функция сперматозоидов и яйцеклеток является ключом к продолжению жизни, и у большинства видов они должны функционировать в очень изменчивой среде. Например, это сперма рыб, попадающая в море, или яйца, откладываемые насекомыми на растениях.

Мы уже знаем, что температура сильно влияет на функцию сперматозоидов и яйцеклеток, и наше предыдущее исследование показало, что тепловые волны повреждают сперму и мужскую фертильность у насекомых. Мы хотели узнать больше о том, как эти важные репродуктивные клетки справляются с изменчивостью окружающей среды.

Ведущий исследователь, профессор Мэтт Гейдж из Школы биологических наук UEA

Исследовательская группа использовала хрущака малого булавоусого (Tribolium castaneum) в качестве модели, чтобы понять влияние более теплой и прохладной среды на репродукцию. Большинство животных являются «хладнокровными», поэтому изменения их термальной среды влияют на целый ряд биологических функций, включая функцию сперматозоидов и яйцеклеток, а также репродукцию.

В исследовании изучалось, как тепловые изменения влияют на развитие сперматозоидов и яйцеклеток и могут ли оба пола жуков производить сперму и яйца, соответствующие окружающей среде, в которой они собирались жить, оплодотворяться и развиваться в потомстве.

Их первое открытие состояло в том, что размеры сперматозоидов и яйцеклеток быстро менялись в зависимости от температуры, в которой их вырабатывала взрослая особь. В более теплых условиях сперма становилась меньше, а яйцеклетка — больше.

Этот противоположный результат был интересным открытием, поскольку предполагал, что происходит нечто более сложное, чем один метаболический ответ обоими типами клеток в одном направлении. Поэтому исследователи провели эксперименты по пересадке, чтобы увидеть, как взрослые, выращенные для производства сперматозоидов и яйцеклеток при одной температуре, производят при той же согласованной температуре или при другой несоответствующей. Проще говоря, они выращивали взрослых в теплой или жаркой среде, а затем измеряли репродуктивную способность сперматозоидов и яйцеклеток в этой среде.

В целом наши результаты показали, как мы уже знаем, что в более жарких условиях воспроизводства было намного труднее достичь. Но, что интересно, мы нашли четкие доказательства адаптивной пластичности в развитии и функционировании сперматозоидов и яйцеклеток, которые позволили повысить производительность в более жарких условиях.

Ведущий исследователь, профессор Мэтт Гейдж из Школы биологических наук UEA

Как сперма, так и яйцеклетки в более горячей среде с температурой 38 °C показали себя намного лучше по сравнению со спермой и яйцеклетками, выращенными в более прохладной среде с температурой 30 °C. Исследователи обнаружили обратное отношение активности и жизнеспособности для яйцеклеток и сперматозоидов, полученных в более прохладной среде с температурой 30 °C.

В более жарких условиях эксперименты показали, что это адаптивное тепловое сопоставление позволило серьезно улучшить репродукцию. Мужские особи могут удвоить свой репродуктивный успех, а женские — на 33% по сравнению с репродукцией в несоответствующих средах.

Так ученые нашли доказательства того, что любые особи приспосабливают что-то внутри своих сперматозоидов и яйцеклеток. Это позволяет им функционально согласовывать свою текущую тепловую среду с неизбежной репродуктивной средой. Они могут делать это в течение нескольких дней, подвергаясь воздействию другой температуры.

Все это имело эволюционный смысл, поскольку функции сперматозоидов и яйцеклеток зависят от температуры, а у большинства видов сперматозоиды и яйцеклетки работают в различных условиях, особенно в отношении температуры.

Ученые еще точно не знают, как работают эти механизмы, которые могут включать функциональные изменения в биологии сперматозоидов и яйцеклеток или быстрое эпигенетическое перепрограммирование для оптимизации оплодотворения и развития эмбрионов. Но работа показывает, что виды могут нести новые механизмы для буферизации себя различными способами против изменения климата.

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Больше миллиона Гбит в секунду: японцы побили рекорд скорости передачи данных по оптоволокну
Новости
Хаос во благо: физики создали новый инструмент для квантового мира
Наука
Hugging Face выпустила недорогих человекоподобных роботов с открытым кодом
Новости
Китайский аккумулятор для электромобиля выдержал наезд 36-тонного танка
Новости
Воспитанники детских домов изучат основы работы с нейросетями
Новости
Четвероногий робот из Цюриха научился играть в бадминтон с людьми
Новости
В MIT раскрыли механизм набора веса из-за жирной пищи и как обратить его вспять
Наука
60 000 лет рядом: ученые выяснили, кто стал первым паразитом человека
Наука
Ректора Университета Иннополис избрали членом-корреспондентом РАН
Иннополис
В Корее робопса научили паркуру и бегу по стенам: посмотрите, что он может
Новости
Древний череп «человека-муравья» нашли в Аргентине
Наука
На селфи марсохода попал неожиданный объект: его заметили не сразу
Космос
Посмотрите на двух морских коньков, которых застукали за «поцелуем» в океане
Наука
Почти 10 000 роутеров Asus тайно заразили: как проверить свой и защититься
Новости
Ракета будет доставлять товары с AliExpress за час по всему миру: ее испытали в Китае
Новости
В России пригрозили «душить» иностранные сервисы: кто в опасности
Новости
Boston Dynamics усовершенствовала систему восприятия гуманоидного робота Atlas
Новости
Наклейка на лоб анализирует мозговые волны и предсказывает переутомление
Наука
Посмотрите на робота-трансформера, который меняет форму прямо в полете
Новости
Китай отправил миссию за образцами горных пород с квазиспутника Земли
Космос