Угри производят два типа спермы, и ученые не понимают для чего

Самцы японских угрей производят два совершенно разных типа сперматозоидов, и ученые пока не понимают, зачем. Это открытие, сделанное исследователями из Китая, может пролить свет на то, почему угрей невозможно разводить в неволе. Да, эти создания удивляют не только тем, что могут разорвать нас изнутри.

Японские угри, которые умеют скрываться от чужих глаз, внезапно удивили ученых

Ученые не знают как размножаются угри

Японский речной угорь (Anguilla japonica) — одна из самых загадочных рыб на планете. Угри рождаются далеко в открытом океане, а потом их личинки дрейфуют к берегам Восточной Азии, где молодые особи заходят в реки и прибрежные воды. Спустя годы, осенью и зимой, взрослые угри начинают обратный путь в океан для размножения. Нерестятся они в водах к западу от Марианских островов, и на этом знания ученых об этих создания заканчиваются.

Еще больше познавательных статей вы найдете в нашем канале в MAX. Подпишитесь прямо сейчас!

Последняя часть жизненного цикла японских угрей до сих пор полна загадок. Считается, что где-то в открытом море половые железы угрей дозревают, после чего рыбы нерестятся. Ученые до сих пор не наблюдали нерест угрей в дикой природе. А ведь именно то, как размножаются угри, важно для науки и их разведения в неволе.

Японский речной угорь. Источник изображения: wikipedia.org

Два типа сперматозоидов угря

В рамках исследования, результаты которого были опубликованы в научном журнале Biology, ученые изучили 20 диких самцов японских угрей, пойманных в китайской реке Чжуцзян. Чтобы запустить созревание половых клеток, рыбам еженедельно вводили гормональные препараты — экстракт гипофиза карпа и хорионический гонадотропин человека. Это стандартная практика, потому что в неволе угри не созревают сами, их приходится подкармливать гормонами.

Когда самцы дозрели, ученые собрали сменные железы и рассмотрели сперматозоиды под световым и электронным микроскопом. Там-то и обнаружились два совершенно разных типа клеток:

• Первый тип — с округлой головкой. Ядро почти круглое, размером около 2,6 на 2,1 микрометра. Хвост длиной около 37 микрометров. Эти сперматозоиды больше похожи на то, что обычно встречается у рыб;
• Второй тип — с серповидной головкой. Ядро вытянутое, около 7,7 микрометра в длину, втрое длиннее, чем у первого типа. Хвост примерно такой же длины, но устроен иначе изнутри.

Разница не только во внешнем виде. Электронная микроскопия показала, что у серповидных сперматозоидов внутри хвоста отсутствует часть центральной опорной структуры. Это принципиально другая конструкция, которая может влиять на подвижность и способность к оплодотворению.

Читайте также: У людей нет брачного периода как у животных, или мы просто его не замечаем?

Два вида спермы у позвоночных

Явление, когда один самец производит два и более типов сперматозоидов, называется гетеродеморфизмом спермы. Это встречается в некоторых группах животных — почти у всех бабочек и мотыльков, у дрозофил, у некоторых брюхоногих моллюсков. Но среди позвоночных это крайне редкое явление.

Обычно один тип фертильный, то есть способный оплодотворить яйцеклетку, а другой — нет. Нефертильный тип может выполнять вспомогательную роль, например, у некоторых улиток самцы производят крупные бесплодные клетки, которые помогают защищать фертильные сперматозоиды.

Возможно, у угрей происходит нечто похожее. Но авторы исследования честно оговариваются, что точного ответа пока нет.

Почему угрей трудно разводить на фермах

В Японии угорь считается культовым продуктом. Страна потребляет более 70% мирового объема пресноводных угрей. Индустрия оценивается в миллиарды долларов. Но все угри, которых выращивают на фермах, это дикие мальки, пойманные в природе и доращенные в неволе.

Искусственное разведение угря от икринки до взрослой особи до сих пор не вышло за пределы лабораторий и не стало коммерчески жизнеспособным. Мощности позволяют выращивать менее тысячи угрей в год при потребности минимум в 200 миллионов мальков ежегодно.

Одна из ключевых проблем — половое созревание угрей в неволе. В природе оно происходит во время долгого океанического путешествия, под действием давления воды, температуры, солености и освещения. В аквариуме этих условий нет, поэтому ученым приходится вводить гормоны вручную.

Жареный угорь в Китае

Как новое открытие поможет сохранению угрей

Новое исследование не решает проблему разведения угрей. Но оно добавляет важную деталь. Если один тип сперматозоидов плавает лучше, оплодотворяет надежнее или говорит о более здоровом созревании, это может помочь хотя бы упростить разведение угрей в неволе.

Также возможно, что речь идет не просто о «хорошей» или «плохой» сперме. Он может содержать разные типы клеток с разными функциями. Понимание этого может объяснить, почему искусственное оплодотворение икры угрей так непредсказуемо.

Ферма по выращиванию угрей в Японии

И это напрямую связано с охраной вида. Японский угорь внесен в Красную книгу МСОП как вымирающий из-за потери среды обитания, чрезмерного вылова, загрязнения, плотин и изменений океанических течений. Европейский угорь находится в еще более тяжелом положении, потому что его статус «на грани исчезновения».

Чем лучше ученые поймут способы размножения угрей, тем больше шансов, что рыбные фермы когда-нибудь перестанут зависеть от вылова диких мальков. А это снизит давление на и без того уязвимые популяции.

Что ученые не знают об угрях

Угри, можно сказать, это чемпионы по скрытности. За десятилетия исследований никто так и не наблюдал их нерест в дикой природе. Ученые знают, что он происходит где-то в глубинах Тихого океана, но точные условия известны только гипотетически.

Считается, что после нереста угри погибают, то есть они размножаются они всего один раз в жизни. Их тела претерпевают несколько изменений, от прозрачной личинки до «стеклянного» малька, затем до желтого угря, а перед миграцией — до серебристого угря.

Теперь к этому списку загадок добавляется еще одна: зачем один самец производит два типа сперматозоидов? Работает ли второй тип как помощник?Может, это древний механизм, доставшийся угрям от далеких предков?

Чтобы оставаться в курсе свежих научных открытий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там много эксклюзивных постов!

Авторы научной работы обсуждают возможные объяснения, но подчеркивают, что для окончательных выводов данных пока недостаточно. Следующий шаг — выяснить, способен ли серповидный тип сперматозоидов оплодотворять икру, и повторить эксперимент с угрями, созревшими без гормонов.