Znajdź zawartość

Pozbawione seksu samce muszek owocowych (Drosophila melanogaster) szukają ukojenia w alkoholu. Prof. Troy Zars, neurobiolog z University of Missouri, uważa, że zidentyfikowanie molekularnych i genetycznych mechanizmów kontrolowania zapotrzebowania na nagrodę może potencjalnie wpłynąć na rozumienie uzależnień od narkotyków i alkoholu u ludzi. Ostatnio akademicy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco zademonstrowali, że samce D. melanogaster, które wielokrotnie spółkowały w ciągu kilku dni, nie wykazywały preferencji w kierunku pożywienia zawierającego alkohol. Jeśli jednak samiec został odrzucony przez wybrankę lub nie miał dostępu do samic, pociąg do pokarmu zmieszanego z 15% alkoholem był u niego bardzo silny. Biolodzy uważają, że etanol zaspokajał zapotrzebowanie na fizyczną nagrodę. Podczas eksperymentów na UCSF samce D. melanogaster umieszczano albo w pojemnikach z dziewicami, albo z samicami, które już spółkowały. Podczas gdy te pierwsze szybko kopulują, te drugie tracą zainteresowanie amorami na czas oddziaływania substancji zwanej peptydem seksu. Samce wstrzykują ją w czasie spółkowania razem ze spermą. Odrzucone samce przestawały podejmować próby zdobycia samicy. Nie odzyskiwały wigoru i chęci nawet po umieszczeniu w pojemniku z dziewicami. Gdy zawiedzeni w miłości trafiali do pojemnika, gdzie mieli do dyspozycji 2 słomki: jedną zapewniającą czyste pożywienie, drugą z dostępem do jedzenia z domieszką alkoholu, można było zauważyć, że niezaspokojenie seksualne zwiększało chęć korzystania z procentów. Amerykanie tłumaczą, że kopulacja podwyższa, a deprywacja zmniejsza poziom neuropeptydu F (NPF). Z kolei aktywacja lub inhibicja układu NPF ogranicza albo wzmacnia preferencje alkoholowe. Uzyskane wyniki łączą zatem doświadczenia seksualne (społeczne), aktywność układu NPF i spożycie etanolu. Sztuczna aktywacja neuronów NPF jest nagradzająca sama w sobie i eliminuje zdolność nagradzającą alkoholu. Wg naukowców, aktywność osi NPF-receptor NPF oddaje stan układu nagrody muszki i odpowiednio modyfikuje zachowanie. Podczas doświadczeń Heberlein, Shohat-Ophir i inni zauważyli, że analogiczne zachowania da się wywołać za pomocą manipulacji genetycznych. Aktywując produkcję neuropeptydu F w mózgach samców, które nigdy nie spółkowały, można sprawić, że zachowują się one jak osobniki zaspokojone seksualnie, co przejawia się m.in. ukróceniem spożycia alkoholu. Z drugiej strony, obniżenie liczby receptorów NPF u samców po kopulacji sprawia, że zachowują się, jakby doznały odrzucenia (objawia się to wzmożonym piciem). Jako komentator ustaleń ekipy doktora Galita Shohata-Ophira Zars podkreśla, że pokusa przełożenia wyników badań na muszkach na człowieka jest ogromna, zwłaszcza że u ssaków występuje homolog neuropeptydu F - neuropeptyd Y (NYP). Na razie jednak trudno ferować ostateczne wyroki w tej sprawie. Jeśli okaże się, że neuropeptyd Y jest przetwornikiem między stanem psychicznym a tendencją do nadużywania alkoholu i narkotyków, będzie można opracować metody terapii bazujące na hamowaniu receptorów NYP - wyjaśnia dr Ulrike Heberlein z UCSF. Trwają właśnie testy kliniczne, w ramach których sprawdza się, czy podanie neuropeptydu Y usuwa niepokój i inne zaburzenia nastoju. Skądinąd wiadomo bowiem, że w depresji i zespole stresu pourazowego, jednostkach chorobowych, które dość często wiążą się z nadużywaniem alkoholu i narkotyków, poziom neuropeptydu Y w mózgu spada. Manipulowanie poziomem NYP nie wydaje się jednak takie proste, ponieważ występuje on w całym mózgu i jak zademonstrowały badania na gryzoniach, wpływa na wiele funkcji, w tym odżywianie i sen.

Samice w populacjach z wyższym wskaźnikiem wsobności są bardziej promiskuityczne, by wyeliminować plemniki od niekompatybilnych genetycznie samców. Spółkują z wieloma partnerami, by wybrać jak najlepszą spermę, choć tylko jeden samiec gwarantuje zapłodnienie, a promiskuityzm może mieć niekorzystne, nawet śmiertelne, dla samicy skutki. Naukowcy z Uniwersytetu Wschodniej Anglii (UEA) wybrali do badań trojszyki gryzące (Tribolium castaneum). Zauważono, że w populacjach, gdzie nie ma chowu wsobnego, sukces reprodukcyjny był podobny, bez względu na to, czy samica spółkowała z jednym, czy z pięcioma samcami. Kiedy jednak wsobność występowała, w przypadku samic kopulujących z tylko jednym samcem liczba przeżywającego potomstwa spadała o 50%. Samice współżyjące z 5 partnerami były w stanie przywrócić wskaźnik przeżywalności z populacji bez chowu wsobnego. Entomolodzy z UEA sprawdzali, czy zaobserwowane zjawisko da się wyjaśnić niepłodnością samców, ale samce z chowu wsobnego były tak samo płodne jak samce niewsobne. Efekt zależał więc od genetycznego niedopasowania między samicami i samcami, które staje się powszechne w populacji z narastającym chowem wsobnym. Wyniki badań demonstrują, że samice dysponują mechanizmem odfiltrowania najbardziej kompatybilnej spermy, by uzyskać bardziej żywotne potomstwo. W ramach eksperymentu celowo doprowadzono do efektu wąskiego gardła, czyli zmniejszenia różnorodności genetycznej oraz zmiany częstości alleli. Ustalono, że po 15 pokoleniach samice trojszyków gryzących zaczęły zmieniać wzorce spółkowania i stały się o wiele bardziej promiskuityczne. Na razie nie wiadomo, w jaki sposób samice odfiltrowują najbardziej kompatybilną spermę. Mogą spółkować częściej i pozwalać, by wygrały najlepsze plemniki (pod warunkiem że wygrywająca sperma pochodziłaby od samców, które uniknęły wpływu depresji wsobnej, czyli obniżenia odporności na choroby czy płodności, wskutek nagromadzenia niekorzystnych alleli recesywnych). Inne wyjaśnienie jest takie, że do kopulacji samice wybierają, np. na podstawie wskazówek węchowych, mniej spokrewnione samce i tworzą sobie coś w rodzaju banków spermy. Sądzimy jednak, że [interesujący nas] proces zachodzi najprawdopodobniej na poziomie gamet, ponieważ samice spółkują z większością napotkanych samców i do zapłodnienia przechowują tylko niewielką część dostarczonej przez partnerów spermy. Wiemy, że systemy rozpoznawania plemnik-komórka jajowa istnieją, by uniknąć zapłodnienia przez niespokrewnione gatunki; tutaj spełniałyby one równoległą funkcję, zapobiegając zapłodnieniu przez zbyt blisko spokrewnione samce – tłumaczy prof. Matthew Gage.

Ponieważ samice motyla czerwończyka żarka (Lycaena phlaeas) spółkują tylko raz w życiu, muszą w jakiś sposób uniknąć niechcianych awansów. Japoński entomolog stwierdził, że dają natrętom charakterystyczny znak: składają skrzydła. Spód skrzydeł nie jest już tak jaskrawo ubarwiony jak góra, dlatego stają się mniej widoczne dla upartych konkurentów (Ethology). Wszystko zaczęło się od tego, że dr Jun-Ya Ide z Kurume Institute of Technology w Fukuoce zauważył, że samice czerwończyka często składały skrzydła, kiedy bardzo blisko nich przelatywał inny czerwończyk. Stwierdziłem również, że samice rzadziej składały skrzydła, gdy obok pojawiał się przedstawiciel innego gatunku motyli. Japończyk zaczął się więc zastanawiać, czemu się tak dzieje i doszedł do wniosku, że w ten sposób delikatne samice bronią się przed niekończącymi się próbami kopulacji. By to ostatecznie potwierdzić, skonstruował model samca L. phlaeas. Okazało się, że gdy przybliżał go do samic, często składały skrzydła. Co ciekawe, dziewice tego nie robiły. Na tej podstawie wyciągnąłem wniosek, że gdy samica nie potrzebuje już kopulacji, zamyka skrzydła, żeby się ukryć. Samice przed kopulacją otwierają zaś skrzydła, by zwiększyć swoją widoczność.

Samice magotów (Macaca sylvanus) krzyczą podczas uprawiania seksu, by sprowokować u samców szczytowanie. Bez tego właściwie nigdy nie dochodzi do wytrysku. Do tej pory nie wiedziano, czemu mają służyć charakterystyczne pokrzykiwania, pojawiające się przed, w trakcie czy po spółkowaniu. Naukowcy z Centrum Prymatologii w Getyndze przez dwa lata badali małpy w rezerwacie na Gibraltarze (magoty są jedynymi europejskimi małpami; wprowadzili je tu Brytyjczycy). Zauważyli, że samice krzyczą podczas 86% aktów płciowych. Gdy partnerki wrzeszczały, w 59% przypadków dochodziło do ejakulacji. Jeśli tego nie czyniły, wytrysk występował tylko u 2% małp (Proceedings of the Royal Society B). Niemcy chcieli sprawdzić, czy okrzyki mogły być skutkiem namiętnego seksu. Dlatego policzyli ruchy frykcyjne i określili dokładny czas ich wykonywania. Kiedy pojawiały się krzyki, wzrastała częstość ruchów miednicy samca. Zarówno samce, jak i samice magotów współżyją z wieloma różnymi partnerami. W przypadku samców oznacza to konieczność wytwarzania dużych ilości spermy. Ponieważ jednak samice wrzeszczą, gdy są najbardziej płodne, pan magot może wykorzystać to jako wskazówkę, kiedy warto zainwestować w liczbę plemników. Dana Pfefferle, prymatolog i behawiorystka z Getyngi, podkreśla, że krzycząc, samice zwiększają swoją atrakcyjność dla samców. Wg niej, takie zachowania spełniają u poszczególnych gatunków inne role.

Samce gatunków zwierząt praktykujących promiskuityzm (spółkowanie z kilkoma partnerami), które współżyją z samicą jako drugie lub ostatnie, są ojcami największej liczby młodych. Dzieje się tak w przypadku większości owadów. Do gatunków, w których drugi samiec zyskuje najwięcej, należą strąkowcowate, muszki owocowe, pasożytnicze osy oraz motyle, a wśród ssaków naczelne i wiewiórki ziemne. Czemu ostatni jest zwycięzcą? Można to częściowo wyjaśnić współzawodnictwem spermy. Drugi samiec produkuje większe ilości spermy lub jego plemniki zwalczają plemniki poprzednika w drogach rodnych samicy. Wiele zwierząt dysponuje też różnymi metodami usuwania spermy rywala. Niektóre ważki mają na przykład na penisach specjalne wąsy, które jak szczotka wymiatają spermę poprzedniego partnera. Biolodzy ewolucyjni z University of Exter, David Hosken oraz David Hodgson, przedstawili jeszcze jedno wyjaśnienie. Przewertowali literaturę tematu w poszukiwaniu dowodów na to, że ejakulat pierwszych samców może zwiększać szanse następnego samca na zapłodnienie. Drogi rozrodcze samicy są środowiskiem wrogim dla plemników. Znajdują się tu komórki układu odpornościowego, w dodatku pochwa ma kwaśny odczyn. Dlatego wiele gatunków produkuje olbrzymią liczbę plemników, a tylko niewielki ich odsetek dociera w pobliże jaja. U ssaków w ejakulacie występuje kilkaset milionów plemników, a w okolice gamety męskiej dociera ok. 0,0001%. Sperma ma szereg właściwości, które pomagają sforsować wrogie warunki panujące w pochwie. Obrazowo rzecz ujmując, ejakulat pierwszego samca przeciera szlak. Ginie wiele plemników. Sperma drugiego partnera trafia na o wiele lepsze warunki. Samiec ten zużywa mniej energii, a w dodatku wytwarza więcej spermy. To pozwala mu zdeklasować rywala w wyścigu zmierzającym do zapłodnienia jaja. To rodzaj pasożytowania jednego samca na drugim — mówi Hosken. Kilka badań na owadach wykazało, że jeśli zwiększa się czas oddzielający seks uprawiany z każdym z partnerów, zmniejszają się korzyści osiągane przez drugiego z kolei. Fakt ten stanowi wsparcie dla forsowanego przez biologów wyjaśnienia zjawiska "gdzie dwóch spółkuje, tam drugi korzysta". Teraz Hosken chce przetestować swoją hipotezę na świerszczach, które przytwierdzają "pakieciki" ze spermą na odwłoku samicy. Czasem przytwierdzania można zaś z łatwością manipulować. Zainteresowanych eksperymentami odsyłamy do aktualnego wydania Journal of Theoretical Biology.