Bare dronningen kan stoppe sædkrig

Danske forskere har undersøkt maurenes merkelige sexliv og har funnet bevis for at hannenes sæd fører krig inne i dronningen.

Dronningen blant bladskjærmaurene lagrer sperm i flere tiår, og befrukter sakte eggene for å danne kolonier med millioner av arbeiderdøtre. Etter å ha paret seg med flere hanner, kan dronningene bremse spermkonkurransen med sine egne kropper ved hjelp av væske fra spermlagringsorganet. (Foto: Miriam Arrueta, STRI)
Dronningen blant bladskjærmaurene lagrer sperm i flere tiår, og befrukter sakte eggene for å danne kolonier med millioner av arbeiderdøtre. Etter å ha paret seg med flere hanner, kan dronningene bremse spermkonkurransen med sine egne kropper ved hjelp av væske fra spermlagringsorganet. (Foto: Miriam Arrueta, STRI)

Visste du at ...

Dronningene kan bli opp til 20 år gamle. De fleste rekker imidlertid ikke engang å komme gjennom sine første leveår.

Mange av dem som klarer å bygge en levedyktig koloni, dør etter 7-8 år.

En honningbiedronning parer seg med 10-20 hanner, men etter 2-3 dager kaster hun ut 95 prosent av sæden og sparer bare de siste 5 prosentene, som er en blanding av sæd fra alle hannene.

Sæden tilsvarer i mengden som en enkelt hann leverer ved paringen.

Hvordan hun velger ut sæden, vet ikke forskerne enda.

Menneskets sæd

En utløsning hos et menneske gir normalt 200-300 millioner sædceller

Sædcellene kan leve i kvinnen i 2-3 døgn etter inseminering

Sædcellene får energi fra fruktose (sukker) i sædvæsken

Sædkvaliteten er generelt synkende.

Noen insekter parer seg bare en eneste gang i løpet av livet. Til gjengjeld utnytter hunnene situasjonen til det ytterste ved å pare seg med mange forskjellige hanner i løpet av bare en enkelt dag.

Sæden sparer de i årevis i et spesielt sædlagringsorgan, og bruker den etter hvert som det er behov for den.

Slik er livet for blant annet bladskjærermaur og honningbier. Men nå har forskere funnet ut at like etter paringen blir maur- og bidronningenes indre en arena for en alvorlig konflikt.

Jacobus Boomsma er professor ved Danmark Grundforskningsfonds Center for Social Evolution på Biologisk Institut ved Københavns Universitet. Han er en av forskerne bak en undersøkelse publisert i det vitenskapelige tidsskriftet Science.

– Det er første gang det er påvist at selv de mest avanserte og harmoniske insektsamfunn kommer til via en slik konflikt i dronningens kropp, sier Boomsma.

Denne dronningen er ekspert på måtehold. Hun oppbevarer et livs forbruk av sædceller i seg. Mens vi mennesker sender mange millioner sædceller etter et egg, bruker hun bare et par stykker for hvert egg som skal befruktes. Ellers kan hun ikke holde kolonien i gang i mange år framover. (Foto: David Nash)
Denne dronningen er ekspert på måtehold. Hun oppbevarer et livs forbruk av sædceller i seg. Mens vi mennesker sender mange millioner sædceller etter et egg, bruker hun bare et par stykker for hvert egg som skal befruktes. Ellers kan hun ikke holde kolonien i gang i mange år framover. (Foto: David Nash)

Sæden konkurrerer inne i dronningen

Det viser seg at hannenes sæd fører krig mot hverandre om retten til å føre sine gener videre, mens dronningens indre prøver å skape fred for å beholde så mye sæd som mulig intakt i framtiden.

– Det er helt normalt at det foregår konkurranse blant sædceller i promiskuøse dyr. Det ser man blant annet hos pattedyr og fugler, sier Boomsma.

Derfor ville han og kolleger undersøke hva som skjer i disse insektene, som bare parer seg en enkelt gang tidlig i livet og deretter oppbevarer sæden til framtidig bruk.

– Vi har funnet bevis for sædkonkurranse. Overraskende nok er det ikke selve sædcellene som konkurrerer, men derimot sædvæsken.

Sædvæsken har et skjult våpen

Sædvæsken avleveres av hannen sammen med sæden. Væsken inneholder stoffer som er svært fordelaktige for sæden og fremmer dens overlevelse i overføringen. Men sædvæsken inneholder også noe som gjør den aggressiv:

– Når sædvæsken møter fremmed sæd, ser den ut til å reagere som immunsystemet vårt reagerer når det støter på fremmede bakterier i kroppen. Sædvæsken går til angrep og skader den fremmede sæden. Den kan åpenbart skille mellom egen sæd og fremmed sæd, forteller Boomsma.

På den måten kjemper hannene inne i dronningen om å føre sine egne gener videre. Og det er det en god grunn til. Denne paringen er hannenes eneste sjanse for å reprodusere seg. De dør nemlig like etter de har paret seg med dronningen.

Disse bladskjærermaurdronningene er nettopp kommet tilbake etter sitt livs paring. Inni dem foregår en krig mellom sæd fra forskjellige hanner. (Foto: Boris Baer)
Disse bladskjærermaurdronningene er nettopp kommet tilbake etter sitt livs paring. Inni dem foregår en krig mellom sæd fra forskjellige hanner. (Foto: Boris Baer)

Dronningen nøytraliserer kampen

– Hanner slåss alltid om hunner. Det er i hunnens interesse at de gjør det fordi det sikrer at hun får avkom av høyest mulig kvalitet, forteller Boomsma.

Men det er ikke i dronningens interesse at krigen mellom de forskjellige hannene fortsetter for lenge inne i henne, for livet hennes ender når hun går tom for sæd.

Derfor undersøkte forskerne om hun selv aktivt gjør noe for å stoppe kampen.

– Dronningen skiller selv ut en væske som nøytraliserer kampen mellom sædvæskene. Vi kunne se at så snart dronningens egne væsker kom til, forsvant de negative effektene av sædkampen, sier Boomsma.

Det er derfor bare en kort fase etter insemineringen hvor hannene får lov å kjempe inne i hunnen. Når sæden lagres, er kampen slutt. I sædlagringsorganet vedlikeholder dronningen sæden og bruker den gjennom mange år, helt til hun dør.

Bladskjærmaur-arbeidere bærer blader under bakken, hvor de bruker dem som gjødsel for sin egen sopphage. Maurene spiser soppen, ikke bladene. (Foto: STRI)
Bladskjærmaur-arbeidere bærer blader under bakken, hvor de bruker dem som gjødsel for sin egen sopphage. Maurene spiser soppen, ikke bladene. (Foto: STRI)

Økonomiske med sæden

Bladskjærermaurdronningene lagrer stort sett all sæden de får inn i seg. Det er mellom 100 og 400 millioner sædceller. Det høres voldsomt mye ut, men Boomsma forklarer at maur er nødt til å være svært økonomiske med sæden:

– Maurene bruker to til fem sædceller til å befrukte et egg. Det er svært lite i forhold til pattedyr, som sender en hel ladning av mange millioner sædceller etter et enkelt egg.

– Dronningens koloni består av cirka fem millioner arbeidere, som kun lever ett år og skal erstattes fortløpende.

– Hvis hun skal bruke 2-5 sædceller for hver av de 5 millionene nye eggene som skal befruktes hvert år, må hun bruke 10-25 millioner sædceller i året.

Siden dronningen gjennomsnittlig lever i 7-8 år er det plutselig ikke så merkelig at hun har tatt vare på et par hundre millioner sædceller. Det vil nok bli bruk for dem. Som Boomsma uttrykker det:

– Det er en litt vanvittig, omvendt verden i forhold til pattedyrene.

Prima sædkvalitet hos maur og bier

Det er ikke det eneste som er rart ved disse insektene. Mens vi mennesker for tiden opplever synkende sædkvalitet, så ser man det motsatte hos maur og bier.

Intens konkurranse mellom hannene blant Atta-maurene fortsetter selv etter at parringen har funnet sted. (Foto: Miriam Arrueta, STRI)
Intens konkurranse mellom hannene blant Atta-maurene fortsetter selv etter at parringen har funnet sted. (Foto: Miriam Arrueta, STRI)

– De har en svært høy sædkvalitet på nesten 100 prosent, forteller Boomsma, som ikke kan forklare hva som er årsaken til den høye sædkvaliteten.

Men det finner han og kolleger fra København og Australia forhåpentligvis snart ut av. Hans neste prosjekt blir å se nærmere på sædvæsken.

Han vil finne ut hvordan sædvæsken kan opprettholde nesten 100 prosent levedyktighet, og hvordan det er mulig for sædvæsken å bekjempe fremmede sædceller.

– Disse ekstreme biologisk tilpassingene er interessante som grunnforskning, men det finnes også andre perspektiver. Når vi får identifisert stoffene i sædvæsken, kan de kanskje brukes til å sikre bedre sædkvalitet, sier Boomsma.

– Det har våre australske samarbeidspartnere allerede begynt med, forteller han, men understreker at det ligger svært langt inn i fremtiden.

– Det er jo tross alt bare maur og bier vi ser på her, ler han.

Referanse og lenke

Den Boer SPA, Baer B, Boomsma JJ (2010): Seminal fluid mediates ejaculate competition in social insects. Science 327, 1506-1509.

Jacobus Boomsmas profil ved Center for Social Evolution 

______________________________

© videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

Powered by Labrador CMS