Самцы миног привлекли фертильных самок афродизиаком в сперме

Самцы морских миног в сезон размножения привлекают фертильных самок с помощью афродизиака в сперме, сообщается в PLoS ONE. Как выяснили исследователи, в семенной жидкости самцов содержится вещество спермин, которое, если добавить его в воду, привлекает только фертильных самок, а другие особи на это вещество не реагируют.

В семенной жидкости самцов животных содержится большое количество веществ, которые, в том числе, служат питательными веществами для сперматозоидов и обеспечивают их подвижность. Но помимо этого семенная жидкость может регулировать половое поведение и физиологию самок. У некоторых видов, для которых характерно внутреннее оплодотворение, в семенной жидкости содержатся анти-афродизиаки, которые отпугивают других самцов от уже спарившихся самок. Вещества из семенной жидкости также могут менять поведение самок, так что они перестают спариваться и начинают откладывать яйца.

У видов с внешним оплодотворением в семенной жидкости самцов, наоборот, могут содержаться афродизиаки, привлекающие самок. Пока известно два таких вида, тихоокеанская сельдь (Clupea pallasii) и глазчатый горчак (Rhodeus ocellatus), однако какие вещества служат афродизиаками для самок этих рыб и как они регулируют их поведение, непонятно.

Недавно морские биологи под руководством Энн Скотт (Anne M. Scott) из Университета штата Мичиган и Чжэ Чжана (Zhe Zhang) из Шанхайского океанского университета предположили, что есть как минимум еще один вид с афродизиаками в семенной жидкости - морские миноги (Petromyzon marinus). В сезон размножения самцы миног собираются в одном месте (на своеобразном «токовище»), где устраивают гнездо, которое защищают от других самцов, и выпускают из жабр феромоны, привлекающие фертильных самок. Примерно в течение недели самки периодически плавают от гнезда к гнезду и откладывают икру, которую оплодотворяют самцы. После этого взрослые особи гибнут.

По мнению авторов исследования, феромонов из жабр недостаточно, чтобы побудить самок участвовать в подобном марафоне. Исследователи предположили, что в семенной жидкости самцов содержится афродизиак, который привлекает самок. Они предположили, что это спермин - вещество, присутствующее в сперме человека и некоторых животных. Известно, что оно регулирует половое поведение некоторых костных рыб.

Чтобы подтвердить или опровергнуть свою гипотезу, ученые сначала проверили с помощью хромато-масс-спектрометрии, есть ли спермин в семенной жидкости миног, а также в икре и воде, в которой плавали миноги. Оказалось, что спермин содержится только в молоках, его не испускают ни самки, ни самцы с помощью жабр.

Затем исследователи проверили, действительно ли спермин привлекает фертильных самок. Они построили лабиринт с двумя коридорами заполненными проточной водой. В одном из коридоров содержались очень малые количества спермина (10^-12-10^-14 М), но фертильные самки все равно предпочитали его (p < 0.02). В то же время спермин не привлекал других самок и самцов.

Тогда авторы статьи решили выяснить, на какие обонятельные рецепторы действует спермин. Они сосредоточились на изучении обонятельных TAAR-рецепторов (trace amine-associated receptors), которые позволяют обнаружить запахи моно- и диаминов. У миног есть 26 TAAR-подобных рецепторов. Как выяснили исследователи, спермин активирует только один из них, TAAR348. Он содержится в небольшой популяции обонятельных нейронов, которые есть только у взрослых особей. С помощью лабиринта с двумя коридорами исследователи выяснили, что вещество-антагонист рецептора TAAR348, циклен, уничтожает действие афродизиака. Спермин в смеси с цикленом перестает привлекать фертильных самок. В то же время вещество-агонист TAAR348, нафтилацетил-спермин, когда его добавляли в воду, так же, как и спермин, привлекал только фертильных самок (p = 0.008), самцы на него не реагировали.

«Мы обнаружили, что сперма морской миноги содержит спермин, очень специфичный и сильный феромон, который привлекает только готовых к спариванию самок», — объясняет Энн Скотт. «Благодаря этому открытию, мы обнаружили у животных новую стратегию. Самцы привлекают партнера, испуская вместе со спермой химические вещества. Вероятно, для фертильных самок спермин, выделяемый вместе со спермой, служит надежным сигналом, что поблизости есть активно нерестящиеся самцы».

Ранее исследователи показали, что детерминация пола у морских миног зависит от скорости роста организма. При быстром росте личинок, они с большей вероятностью оказывались самками.