Научное сообщество уже давно понимает влияние температуры на выработку спермы у млекопитающих, но это новое исследование проливает свет на то, как экстремальные температуры затрудняют сперматогенез у насекомых.
В новой научной статье, опубликованной в Journal of Evolutionary Biology, и академическом письме, недавно опубликованном в Trends in Ecology & Evolution, эколог-эволюционист из Университета Линкольна д-р Грациэлла Йосса и эколог-бихевиорист д-р Пол Иди объясняют, как температура при которых развивается животное, может повлиять на его репродуктивное поведение и физиологию.
Доктор Иосса сказал: «Хорошо известно, что причина, по которой семенники обычно располагаются вне полости тела у самцов млекопитающих, заключается в том, что сперматозоиды повреждаются чрезмерным теплом внутри тела. Однако теперь становится ясно, что когда подвергаясь тепловому стрессу, самцы становятся бесплодными раньше, чем самки.
"То, что самцы и самки проявляют разную чувствительность к температурному стрессу, не только интригует, но и может рассказать нам кое-что о том, как изменения климата повлияют на виды и как мы можем смягчить или справиться с этой чувствительностью."
Д-р Иосса и д-р Иди из Школы наук о жизни в Линкольне уже несколько лет проводят исследования в этой области. В их последней работе, опубликованной в Журнале эволюционной биологии, изучалось производство спермы и копулятивное поведение самцов и самок индийской мучной моли.
Индийская мучная моль производит два типа спермы - оплодотворяющую эупиреновую и неоплодотворяющую апиреновую сперму. Выработке обоих типов сперматозоидов препятствует повышение температуры.
Бабочки подвергались воздействию различных температур (от 20 до 33°C) во время своего развития и вплоть до того момента, когда, став взрослыми, они были готовы к спариванию. Исследование показало, что сперматозоиды становились короче (и, следовательно, были менее эффективными) при более высокой температуре, которой подвергались бабочки, и что как самцы, так и самки с меньшей вероятностью вступали в совокупление, когда выращивались при самых высоких и самых низких температурах. Там, где они совокуплялись, продолжительность также уменьшалась с повышением температуры развития.
Исследования воздействия изменения климата на виды до сих пор рассматривали способность видов выживать в условиях теплового стресса. Д-р Иосса и д-р Иди - одни из первых ученых, изучивших, как разные температуры влияют на репродуктивное поведение видов и, следовательно, на плодовитость.
Предыдущая работа над другими насекомыми, а также растениями показала, что вы можете скрещивать самок, подвергшихся тепловому стрессу, с не подвергающимися стрессу самцами, и они могут производить потомство, однако обратное не работает - самцы, подвергающиеся тепловому стрессу, часто бесплодны. Это показывает, что сперматогенез (производство сперматозоидов) оказывается более чувствительным к тепловому стрессу, чем оогенез (производство яйцеклеток).
«Эти результаты интересны, потому что чрезвычайно важно понять, как повышение температуры повлияет на разные виды и разный пол по мере изменения климата», - пояснил д-р Иосса. «Модели долгосрочного воздействия изменения климата на популяции сосредоточены на верхних и нижних критических температурных пределах (CTL), за пределами которых выживание видов оказывается под угрозой. Однако теперь исследования показывают, что виды могут стать бесплодными - и, следовательно, могут вымереть - гораздо более низкая температура.
"Наше исследование согласуется с текущими данными о том, что производство спермы и поведение при спаривании чувствительны к температуре развития, и в эпоху глобального потепления дальнейшие исследования в этой области - изучение как мужской, так и женской фертильности - жизненно важны., Выживание естественных популяций в конечном счете зависит от способности индивидуумов размножаться."