Atrasti seniausi žinomi spermos pavyzdžiai – milžiniškos 100 milijonų metų senumo spermos ląstelės atskleidžia evoliucines keistenybes

Tiesą sakant, tai yra seniausia fosilija, kurioje vienareikšmiškai atpažintos spermos ląstelės. Negana to, šis pavyzdys atstovauja anksčiau nežinotą vėžiagyvių rūšį, kuri buvo pavadinta Myanmarcypris hui. M. hui buvo kiautavėžiai, ką aiškiai rodo pora kalkinių vožtuvų, formuojančių karapaksą, forma primenantį dvigeldžių moliuskų kriauklę.

Kiautavėžiai gyvuoja jau maždaug 500 milijonų metų, ir tūkstančiai šiuolaikinių rūšių aprašytos. Jie gyvena vandenynuose ir gėluose ežeruose ir upėse. Šių vėžiagyvių fosilijos nėra jokia retenybė, bet Birmos gintare išlikę pavyzdžiai atskleidžia jų vidaus organų, tarp kurių ir dauginimosi organai, sandarą.

„Šis radinys suteikia mums itin retai pasitaikančią galimybę daugiau sužinoti apie šių organų evoliuciją,“ pažymi Ludwig-Maximilians-Universiteto (LMU) Miunchene geobiologė Renate Matzke-Karasz, suvaidinusi svarbų vaidmenį morfologinėje fosilijų analizėje.

Kreidos periodu kiautavėžiai gyveno pakrantės ir toliau į sausumą esančiuose vidiniuose vandenyse, kuriuose dominavo medžiai, išskirdavę daugybę sakų. Šie naujai aprašyti pavyzdžiai yra vieni iš daugelio organizmų, įkliuvusių šios lipnios medžiagos klanuose.

Pastaraisiais metai Kachin provincijoje randamas gintaras pateikė įspūdingų fosilijų lobius, tarp kurių varlės ir gyvatės, o taip pat, manoma, dinozaurų dalys (remiantis naujais įrodymais, šis bandinys priklausė neįprastam driežui). Per pastaruosius 5 metus, remiantis tokiais inkliuzais buvo aprašyta šimtai nežinomų rūšių. Išties, daugelis jų privertė evoliucijos biologus iš naujo svarstyti įprastas filogenetines ir ekologinių santykių hipotezes.

Nauji kiautavėžių bandiniai buvo analizuojami kompiuterinėmis 3D rentgeno spindulių rekonstrukcijomis. Šie vaizdai atvėrė stulbinamas šių gyvūnų anatomijos detales, nuo mažų galūnių iki dauginimosi organų. O viename patelės bandinyje Matzke-Karasz ir jos kolegos atrado subrendusią spermą. Šios ląstelės atrastos poriniuose spermos gaudyklėse, kuriose jos laikomos po kopuliacijos, kad būtų paleistos, kai subręsta patelės kiaušinėliai.

„Ši patelė dervoje turėjo atsidurti netrukus po susiporavimo,“ sako He Wang iš Kinijos mokslų akademijos Nanjinge. Rentgeno nuotraukose taip pat matomos spermos pompos ir pora penių, kuriuos kiautavėžių patinėliai įterpia į patelių dvigubas gonoporas.

Atradimai Birmos gintare suteikia neprilygstamą galimybę pažvelgti į netikėtai senus ir pažangius evoliucinės specializacijos atvejus. „Šių rūšių dauginimosi sistemos sudėtingumas kelia klausimą, ar tokia investicija į gigantiškas spermos ląsteles yra evoliuciškai stabili strategija, sako Matzke-Karasz. Daugumos gyvūnų rūšių patinai (taip pat ir žmonių) išskiria labai daug labai mažų spermatozoidų. Santykinai nedaug gyvūnų, tarp kurių kai kurios vaisinių musių rūšys — ir, žinoma, kiautavėžiai — pasirinko kitokį būdą. Jie išskiria nelabai daug didžiulių spermatozoidų, kurių judantys žiuželiai yra kelis kartus ilgesni už patį gyvūną.

„Norėdami įrodyti, kad milžiniškų spermatozoidų naudojimas nėra tiesiog ekstravagantiškas evoliucijos posūkis, o gaji strategija, suteikianti pranašumą, leidžiantį rūšiai ilgai išlikti, privalome nustatyti, kada tokia reprodukcijos veiksena atsirado,“ pažymi Matzke-Karasz.

Fosilizuota sperma aptinkama itin retai. Iki naujojo atradimo, seniausia sperma buvo 17 milijonų metų amžiaus, o ankstesnis rekordinis amžius, 50 milijonų metų, priklausė kirminų rūšiai. Naujieji radiniai šį amžių padidina bent dvigubai.

Tai, kad gyvūnams milžiniški spermatozoidai jau buvo išsivystę prieš 100 milijonų metų, rodo, kad ši dauginimosi strategija išties gali būti sėkminga (labai) ilgai, pažymi Matzke-Karasz. „Tai išties įspūdingas rekordas savybei, reikalaujančiai tiek iš patinų, tiek iš patelių nemenkų pastangų. Taigi, evoliuciškai, lytinis dauginimasis, pasitelkiant tokius milžiniškus spermatozoidus, turi būti išties sėkminga strategija.“

Ludwig Maximilian University of Munich
scitechdaily.com

Nuoroda: „Exceptional preservation of reproductive organs and giant sperm in Cretaceous ostracods „by He Wang, Renate Matzke-Karasz, David J. Horne, Xiangdong Zhao, Meizhen Cao, Haichun Zhang and Bo Wang, 16 September 2020, Proceedings of the Royal Society B.
DOI: 10.1098/rspb.2020.1661