Tsjernobyl-fuglar kan løysa spermgåte

Prøvar av stråleskada sperm frå fuglar i katastrofeområdet kan innehalda svaret på kvifor spermceller frå spurvefuglar med skiftande seksualpartnarar ikkje vert lengre enn dei gjer.

Publisert
Svarttrost, ein av dei undersøkte artane i studien. (Foto: Malene Thyssen/Wikimedia Commons)
Svarttrost, ein av dei undersøkte artane i studien. (Foto: Malene Thyssen/Wikimedia Commons)

Ein del artar av spurvefuglar kallas promiskuøse. Det vil seie at dei er monogame sosialt, men ikkje seksuelt.

– Dei dannar par som har reir saman, men både hannen og hoa har andre partnarar, fortel Jan T. Lifjeld, professor ved Naturhistorisk museum, Universitetet i Oslo.

– Og eit tydeleg mønster er at artar med høg promiskuitet har utvikla lengre spermceller.

Variasjon i lengda på spermcellene mellom ulike artar spurvefuglar er stor. Dei kortaste er rundt 40 mikrometer (µm), medan dei hjå andre artar kan bli inntiltil 300 mikrometer, over det sjudoble.

Spermprøvar frå 11 artar

Ein imponerande variasjon, men det finst likevel andre dyr med sperm som er mykje lenger relativt sett. Fruktflua Drosophila bifurca har spermceller som utstrekt er tjue gonger så lange som kroppen deira.

– Blant dei spørsmåla vi til no ikkje har hatt svar på, er kvifor spermen hjå spurvefuglane ikkje vert endå lengre, når lengda er eit så tydeleg konkurransefortrinn.

Lifjeld og forskarkollegane hans vart sett på sporet av ei mulig forklaring då dei fekk høve til å analysera spermprøver frå 11 artar spurvefuglar tekne i det stråleherja området rundt Tsjernobyl, samla inn i 2010 og 2011.

Frisk svarttrostsperm (øverst) samanlikna med skada svarttrostsperm frå Tsjernobyl. Akrosomet på den nederste prøven er heilt borte. (Foto: NHM/Biology Letters)
Frisk svarttrostsperm (øverst) samanlikna med skada svarttrostsperm frå Tsjernobyl. Akrosomet på den nederste prøven er heilt borte. (Foto: NHM/Biology Letters)

Utan sjansar til befruktning

– Sjølv om det snart er 30 år sidan ulukka, er strålingsnivået framleis skummelt høgt. Frekvensen av skada sperm er langt høgare hjå fuglane ved Tsjernobyl enn det som er normalt, seier Lifjeld.

Forskarane fann ut at det er spesielt i den delen av spermen som heiter akrosomet at strålingsskadane er tydelege. Akrosomet sit heilt fremst på spermcella, og inneheld enzym som løyser opp eggmembranen, slik at hovudet, som inneheld DNA-et frå hannen, kan trengja inn og befrukta eggcella.

– Så når akrosomet ikkje kan gjera oppgåva si, er spermcella heilt utan sjansar til å befrukta noko egg, forklarar Lifjeld.

Men forskarane gjorde òg eit anna funn: strålingsskadane var størst hjå artane med dei lengste spermcellene.

Høgare skadefrekvens­

Jan T. Lifjeld. (Foto: Naturhistorisk museum)
Jan T. Lifjeld. (Foto: Naturhistorisk museum)

– Det kan tyda på at lengre sperm er meir ustabil eller skjør, og dermed meir sårbar.

– Så det kan vera slik at fordelane den lengre spermen har, vert vegd opp mot den auka sårbarheita lengda fører med seg, og at det finst ei grense for kor lang den kan bli utan å bli for skjør for oppgåva si, seier Lifjeld.

Dei samanlikna derfor med spermprøvar frå dei same artane tekne i Norge, og som ikkje har vore utsett for den same strålinga. Dei fann det same mønsteret der: skadefrekvensen var høgare hjå artane med lengst sperm.

– Men det er ikkje slik at vi kan setja to strekar under svaret. Ein av artane i studien, kjernebitar, har til dømes eit anna mønster enn dei andre, utan at vi veit kvifor. Og vi veit enno ikkje om det er slik at lengre sperm inneber lengre akrosom.

– Så dette vil vi forska vidare på ved hjelp av samlingane våre, som inneheld cirka 8000 prøvar frå rundt 400 fugleartar, innsamla over heile verda.

Referanse:

Hermosell m.fl: Patterns of sperm damage in Chernobyl passerine birds suggest a trade-off between sperm length and integrity, Biology Letters 2013, doi: 10.1098/rsbl.2013.0530.