Російські вчені дослідили морського черва з незвичайними сперматозоїдами.

Дослідження опубліковано в Zoologischer Anzeiger. Phoronis embryolabi — невеликий морський черв'як, що практикує живородіння, при якому личинки розвиваються всередині тіла батьків. Це важлива адаптація до умов проживання Phoronis embryolabi, який живе як коменсал (коменсалізм — форма симбіотичних відносин з іншим організмом, при яких коменсал отримує вигоду, а організм-господар не зазнає ні шкоди, ні користі) у норах риючих креветок. Науковці виявили, що процес розмноження у цього виду супроводжується формуванням сперматозоїдів з незвичною структурою.

Сперматозоїди є ниткоподібними клітинами, здатними рухатися в обмеженому просторі тіла. Вони розвиваються в особливій вазоперитонеальній тканині (VPT), що оточує кровоносні судини. «Таке будова допомагає сперматозоїдам ефективно пересуватися в вузьких просторах, заповнених клітинами та ембріонами», — зазначає Олена Темерева, професор базової кафедри ІБХ РАН факультету біології та біотехнології НІУ ВШЕ.

На відміну від інших видів форонід, сперматозоїди яких мають V-подібну форму, у Phoronis embryolabi вони зберігають витягнуту форму на всіх стадіях розвитку. Джгутик, необхідний для руху, щільно прилягає до тіла клітини, що полегшує рух у вузьких просторах порожнини тіла. Це важливо, оскільки всередині організму розвивається безліч зародків та інших клітин, що створює додаткові труднощі для пересування сперматозоїдів.

Сперматозоїди Phoronis embryolabi, які класифікуються як «інтросперм», мають унікальні адаптації, характерні для організмів з внутрішнім заплідненням. Щоб досягти яйцеклітин, вони повинні подолати щільні шари клітин і просуватися через вузькі простори всередині тіла. Дослідники виявили, що джгутик цих сперматозоїдів оснащений особливим комірцем у підставі, який разом з хвилеподібними рухами дозволяє їм ефективно переміщатися навіть у густому середовищі з високою клітинною щільністю. Це нагадує рух деяких одноклітинних паразитів, таких як трипаносоми, які використовують аналогічні механізми для пересування у в'язкому середовищі.

Для порівняння: у інших видів форонід, наприклад, Phoronis pallida та Phoronopsis harmeri, сперматозоїди мають V-подібну форму, де одна половина клітини представлена джгутиком, а інша містить ядро та мітохондрії. У Phoronis embryolabi всі елементи сперматозоїда тісно пов'язані між собою, що сприяє більш ефективному переміщенню в обмежених просторах. Крім того, їх сперматозоїди коротші, ніж у інших видів, що також може бути адаптацією до умов проживання.

Вивчення сперматогенезу та будови сперматозоїдів у Phoronis embryolabi надає важливі дані про те, як організми адаптуються до екстремальних умов. Ця інформація допомагає зрозуміти еволюцію репродуктивної біології у морських безхребетних і фактори, що вплинули на розвиток складних репродуктивних стратегій.

Унікальні адаптації сперматозоїдів Phoronis embryolabi є ключовою частиною стратегії виживання цього виду. Здатність переміщатися у вузьких просторах і запліднювати яйцеклітини в умовах, коли тіло батьків заповнене ембріонами та іншими клітинами, слугує прикладом успішної еволюційної адаптації. Дослідження виконане за підтримки Російського наукового фонду.