Собственная сперма защитила червей-гермафродитов от гибели после спаривания

«Чердак» уже неоднократно писал о неоднозначной роли инсулина в работе животного организма. С одной стороны, инсулин заставляет клетки захватывать глюкозу из межклеточной среды, тем самым помогая им питаться и расти. С другой стороны, он входит в число белков, которые сокращают жизнь если не целых организмов, то уж точно отдельных клеток. Чем больше энергии клетка расходует во время питания и роста, тем больше накапливает побочных продуктов обмена веществ и тем меньше может прожить.

Похожий механизм используют самцы нематоды C. elegans для того, чтобы устранить своих конкурентов. В популяции этих червей есть два типа особей: самцы и гермафродиты. Гермафродиты поначалу тоже выступают в роли самцов, оплодотворяя друг друга, а затем, когда собственная сперма заканчивается, становятся самками. Их яйцеклетки спускаются в сперматеку — мешок для хранения чужой спермы, где и происходит оплодотворение. Неудивительно, что «настоящие» самцы заинтересованы в гибели гермафродитов после того, как их потомство появится на свет: чем быстрее гермафродит умрет, тем меньше шанс, что эту же особь оплодотворит кто-нибудь еще. 

Читайте также: Битва зародышей. Еда, воздержание, теракты и другие факторы, связанные с полом будущего ребенка

Группа американских ученых разобралась в том, как именно самцы вызывают смерть гермафродитов и как этому можно противостоять. Исследователи скрестили гермафродитов с разными типами самцов: одни были полноценными, другие же выделяли только семенную жидкость без сперматозоидов. Оказалось, что семенной жидкости достаточно, чтобы после спаривания гермафродиты прожили меньше, чем контрольная группа. 

Затем ученые обратили внимание на то, что этот эффект распространяется только на пожилых гермафродитов, а молодые особи живут после спаривания не меньше, чем их сородичи из контрольной группы. Исследователи предположили, что это может быть связано с их половой функцией — переходом от производства спермы к созреванию яйцеклеток. Тогда они проверили, что происходит с феминизированными и маскулинизированными нематодами, то есть способными произвести только яйца или только сперматозоиды. Оказалось, что первые умирают вскоре после спаривания, а вторые живут дольше вне зависимости от возраста. Судя по всему, защитой от скоропостижной гибели у червей послужила собственная сперма.

В поисках сигнальных путей, которые лежат в основе этого защитного действия, исследователи обнаружили, что только в присутствии своих сперматозоидов остальные клетки (не половые) производят инсулиноподобный белок ins-37. В клетках он действует как агонист инсулинового рецептора, то есть связывается с ним, закрывая дорогу непосредственно инсулину. А семенная жидкость самцов, напротив, действует на клетки через инсулиновый сигнальный путь. Таким образом, внутри организма гермафродита начинается соревнование: если собственной спермы еще достаточно, клетки тела не чувствуют инсулин и живут дольше. Но когда запасы своих сперматозоидов иссякают, инсулиновая сигнализация усиливается, организм червя расходует энергию сильнее и быстрее погибает.

В конце статьи авторы загадочно намекают на то, что подобные механизмы могут существовать и у других животных, в том числе млекопитающих. У них тоже встречаются так называемые «спермовые войны», а спаривание может влиять на состояние здоровья или даже приводить к смерти (как у австралийской сумчатой мыши). В этом, по словам ученых, тоже могут оказаться задействованы «животворящие» свойства сперматозоидов.