Spermatozoi Kamikaze o prodotti difettosi?

Sorprendentemente, l'eiaculato umano medio contiene circa 250 milioni di spermatozoi. E gli studi hanno rivelato che la fertilità diminuisce sempre più mentre il conteggio totale diminuisce al di sotto dei 70 milioni (vedi il mio post del 21 maggio "Aggiornamento degli spermatozoi"). La fecondazione riuscita richiede chiaramente un gran numero di spermatozoi. Eppure c'è un altro, altrettanto sorprendente fatto: molti spermatozoi in un eiaculato umano medio sono malformati. Prove sostanziali dimostrano che lo sperma umano ottimale ha una testa ovale, un midpiece di media grandezza e una coda dritta abbastanza lunga. Ma molti spermatozoi in un eiaculato umano hanno una forma marcatamente diversa. I difetti comuni includono teste arrotondate, coniche, grumose, doppie, sottodimensionate o sovradimensionate, midpi troppo piccoli o troppo grandi e con coda storta, arrotolata o doppia. Perché abbiamo bisogno di un gran numero di spermatozoi se così tanti sono evidentemente difettosi?

Difetti di sperma negli umani e nelle scimmie

L'inusuale prevalenza di spermatozoi difettosi nello sperma umano è stata chiaramente riconosciuta nel 1974 da J. Michael Bedford in un'ampia rassegna di confronti con altri primati. Bedford ha affermato che spermatozoi anormali negli eiaculati umani sono molto più comuni che in altri mammiferi, selvatici o domestici, e ha suggerito che l'abbigliamento potrebbe essere responsabile. Tre anni dopo, Hectór Seuánez e colleghi hanno pubblicato un documento di riferimento che riporta le analisi del liquido seminale per tutte le grandi scimmie rispetto agli esseri umani. Hanno mostrato che i livelli di spermatozoi difettosi erano molto più bassi nei bonobo (2%), negli scimpanzé comuni (4,5%) e negli oranghi (1,5%) che negli umani (27%). Ma il livello nei gorilla (29%) era molto vicino a quello negli umani. Questo esclude il suggerimento che l'alto livello di spermatozoi difettosi nello sperma umano sia attribuibile all'abbigliamento. Nel 1981, Björn Afzelius proseguì con un'interessante discussione, riferendosi a "un'abbondanza di spermatozoi anormali nell'eiaculato umano, con il 20-35% di spermatozoi strutturalmente anormali anche in uomini completamente fertili, rispetto a meno del 5% nella maggior parte delle altre specie ”. Ha notato cinque possibili cause di difetti: (1) abbigliamento; (2) riscaldamento dello scroto; (3) contaminanti ambientali; (4) degenerazione; (5) abitudini di accoppiamento.

Confusamente, la percentuale di spermatozoi negli eiaculati umani riconosciuti come "normali" è diminuita costantemente dagli anni '70. Mentre inizialmente si pensava che circa il 70% degli spermatozoi mancasse di anomalie visibili, le ultime cifre che utilizzano criteri rigorosi indicano che negli uomini fertili solo il 4% degli spermatozoi è privo di difetti. I nuovi criteri sono basati sulla comparsa di spermatozoi che riescono a sopravvivere alla migrazione attraverso il muco cervicale.

• Senescenza riproduttiva maschile
• Perché sposarsi, o persino farsi un broncio, può ridurre il rischio di dipendenza
• Risultati non-così-scioccanti su persone che si scioccano
• Le persone belle sono più intelligenti II
• Guarda giù i demoni interiori e ricostruisci la tua vita

L'ipotesi kamikaze

Partendo dall'idea che gli spermi devianti potrebbero essere collegati alle abitudini di accoppiamento, nel 1988 Robin Baker e Mark Bellis proposero che diversi tipi di spermatozoi potessero essere adattati a funzioni diverse. Hanno suggerito che la maggior parte sono adattati per un ruolo "kamikaze", per bloccare gli spermatozoi di altri maschi mentre solo pochi spermatozoi in un eiaculato sono "mangia-uova". L'anno seguente, in risposta a una sfida di Sandy Harcourt, Baker e Bellis estesero la loro ipotesi. In particolare, hanno ipotizzato che i ghiottoni delle uova "potrebbero essere il minimo, non il più comune spermatozoo in un eiaculato" e quindi non di forma normale, e hanno opinato che "lungi dall'essere gherigli di uova, il cosiddetto sperma" normale " In realtà, nel loro libro del 1995, Baker e Bellis hanno ampliato ulteriormente la loro ipotesi, dividendo gli spermatozoi di kamikaze in due categorie, alcuni con code arrotolate per bloccare i canali nel muco cervicale e altri con una forma normale che serve cercare e distruggere. Hanno riferito di miscelazione sperimentale di campioni di sperma di due uomini, che a quanto pare hanno aumentato la proporzione di spermatozoi morti e coda spinata. Sono state inoltre citate prove indicanti una relazione positiva tra concezione e spermatozoi a testa larga. Sfortunatamente per l'ipotesi, accurati esperimenti sulla miscelazione eiaculatoria pubblicati da Harry Moore e colleghi nel 1999 non hanno fornito alcuna conferma. Hanno "osservato pochissimi cambiamenti significativi nell'aggregazione degli spermatozoi o nelle prestazioni in miscele di spermatozoi di diversi maschi confrontati con miscele dello stesso maschio e nessuna che fosse coerente con i risultati precedentemente riportati." Un'accurata revisione del 1998 del concorso di sperma umano Baker and Bellis di Roger Short ha sottolineato che gli spermatozoi a testa larga relativamente rari negli eiaculati umani hanno una doppia serie di cromosomi, con conseguenze disastrose per la fecondazione. Tanto per l'ipotesi kamikaze.

Gli spermatozoi difettosi sono dovuti a uno scarso controllo di qualità

• Sesso, evoluzione e il caso dei poligami scomparsi
• I testicoli sono fantastici
• Armare il cervo
• Gli artisti maschi di successo hanno più conquiste sessuali
• Bowerbirds: hanno i pollici verdi?

In effetti, è ormai chiaro che l'alto livello di spermatozoi difettosi negli eiaculati umani riflette una gestione di scarsa qualità, non un'evoluzione di tipi diversi per funzioni diverse. Come nota Alan Dixson, aggiungendo ai risultati di Harcourt, Short e altri, lo sperma kamikaze dovrebbe sicuramente essere più abbondante nelle specie che affrontano intensa competizione spermatica. Eppure gli spermatozoi difettosi sono molto meno comuni negli scimpanzé e nei bonobo, che si accoppiano promiscuamente e hanno in particolare testicoli di grandi dimensioni per produrre un numero particolarmente elevato di spermatozoi (vedi il mio 7 agosto Post Sperm Wars: Dispatch from a Obiezione di coscienza ). Al contrario, gorilla e umani hanno testicoli relativamente piccoli ma producono molti spermatozoi difettosi. Quindi le specie che non sono adatte a contrastare la competizione spermatica significativa, come umani e gorilla, apparentemente non riescono ad eliminare gli spermatozoi anormali dai loro eiaculati. Come con così tanto di riproduzione, lasciano questo compito alle femmine!

R eferenze

Afzelius, BA (1981) Spermatozoi umani anormali compresi i dati comparativi delle scimmie. American Journal of Primatology 1 : 175-182.

Baker, RR & Bellis, MA (1988) sperma Kamikaze nei mammiferi? Comportamento animale 36 : 936-939.

Baker, RR & Bellis, MA (1989) Elaborazione dell'ipotesi dello sperma Kamikaze: una risposta a Harcourt. Comportamento animale 37 : 865-867.

Baker, RR & Bellis, MA (1995) Human Sperm Competition: Copulation, Masturbation and Infidelity . Londra: Chapman & Hall.

Bedford, JM (1974) Biologia degli spermatozoi primati. Contributi a Primatology 3 : 97-139.

Dixson, AF (2012) Primate Sexuality: Studi comparativi su Prosimiani, scimmie, scimmie e esseri umani (seconda edizione) . Oxford: Oxford University Press.

Harcourt, AH (1989) Gli spermatozoi deformati probabilmente non sono adattivi. Animal Behavior 37 : 863-865.

Harcourt, AH (1991) competizione spermatica e l'evoluzione dello sperma non fertilizzante nei mammiferi. Evolution 45 : 314-328.

Moore, HDM, Martin, M. & Birkhead, TR (1999) Nessuna evidenza di sperma killer o altre interazioni selettive tra gli spermatozoi umani in eiaculazioni di diversi maschi in vitro . Atti della Royal Socety London B 266 : 2343-2350.

Seuánez, HN, Carothers, AC, Martin, DE & Short, RV (1977) Anomalie morfologiche negli spermatozoi delle grandi scimmie e dell'uomo. Natura 270 : 345-347.

Short, RV (1998) Review of Human Sperm Competition: Copulation, Masturbation and Infidelity (1995) di Robin R. Baker e Mark A. Bellis (London & New York: Chapman & Hall). Newsletter della Società Sociobiologica Europea 47 : 20-23.

Ed ecco un link a quella recensione del libro di fuoco di Roger Short:

http://rint.rechten.rug.nl/rth/ess/ess47.htm