竞争让蚂蚁精子游得更快更好

最近发表在开放存取杂志《生物医学进化生物学》上的一项研究发现，蚂蚁的精子在识别竞争对手的精子后变得更活跃、游得更快、更直。蚂蚁是群居昆虫，一生只有一次交配的机会。通过他们的研究，科学家可以探索在其他男性精子竞争的情况下，是什么因素改变了精子的行为。

丹麦哥本哈根大学的研究人员发现，与只与生理盐水混合的精液中的精子相比，与多只雄性混合的精液中的活性精子数量多了50%，游泳速度也提高了20%以上，而且游泳轨迹更直。

这篇文章的第一作者，Joanito Liberti博士说:“蚂蚁的独特之处在于它们一生中只有一次性行为，在它们的第一次交配中。当蚁后与几只雄蚁交配时，雄蚁的精子只有一个时间窗口与其他雄蚁的精子竞争，然后储存在蚁后的生殖器官中。我们发现精子的流动性似乎是由雄性和雌性的分泌物来调节的，而且调节机制非常精确。这一发现表明，精子可以测量竞争强度，并相应地调整其流动性和能量消耗。

在一系列后续实验中，作者发现混合精液中精子流动性的改善是由其他男性精液引起的。如果精液与蚁后生殖管中的液体混合，也可以观察到类似的现象。无论是与其他雄性或雌性的体液混合，精子的流动性都远远高于它们自身的精液。活动精子的比例、精子的游动速度和轨道的平直度也分别比它们自己的精子高40%、15%和8%。

该通讯的作者雅各布斯·布姆斯马教授说:“在我们之前的研究中，我们发现与其他雄性的精液接触会降低同一种切叶蚁的精子存活率。所以在这项研究开始之前，我们认为精子的流动性会像存活率一样受到竞争对手精子的负面影响，但结果完全相反。我们观察到，竞争对手的精液比其自身的精液更能提高精子的流动性，这表明精子已经进化出一种机制来识别自身和他人，从而调节其流动性。”

根据作者的分析，蚂蚁自身精子的精子流动性、游动速度和轨道平直度没有得到显著改善，这表明提高精子流动性对雄性蚂蚁来说并不便宜，例如，它可能使精子处于氧化压力下。这可能会影响储存在女性生殖道中的精子的长期生存能力。由于蚁后储存精子和卵子受精的过程可能会持续很多年，精子的长期生存能力对雄性和雌性都非常重要。提高精子的流动性是否真的是以更高的氧化应激为代价，仍有待于未来的进一步研究。

作者从2002年到2014年在*的甘博亚收集了雄性切叶蚁并提取了它们的精子。然后他们把这些精子放入生理盐水中，蚂蚁的精子，竞争者的精子，以及它们的精子和竞争者的精子的混合物。研究人员使用显微观察技术来测量精子运动的程度、速度和方向。

在随后的进一步实验中，作者还将女性生殖道中的液体与男性精液和生理盐水进行了各种组合，然后加入精子进行研究。

作者提醒他们，他们的目标不是复制精子被排出的真实生理环境，而是研究这种群居昆虫中与性别相关的哪些因素会影响精子的竞争力和精子的储存——毕竟，这些昆虫的雌性可以存活几十年，但一旦它们刚刚成年，交配就完成了，然后雌性离开巢穴建立自己的新领地。这背后的机制和故事令人着迷。