“Dev sperm paradoksu”. Biyologlar böyle adlandırıyor. Eşeyli üreyen hayvanlarda standart prosedür olarak erkekler çok sayıda ve çok küçük sperm üretirler. Fakat bazen bu standardın dışına çıkılarak genel eğilimin tersi söz konusu olur: Çok miktarda küçük sperm üretimi yerine az sayıda ve büyük boyutta sperm üretimi. Meyve sinekleri (Drosophila) de diğer eşeyli üreyen canlılar gibi spermlerin yumurtayı döllemesiyle çiftleşiyor. Ancak burada alışılmışın dışında olan şey erkek meyve sineklerinin devasa boyuttaki sperm hücreleri. Bu sineklerin bazı türleri 5,8 cm’ye ulaşan, kendi vücudunun 20 katı uzunluğunda sarmal sperm hücrelerine sahip. Bu da insan sperminden yaklaşık bin kat daha uzun anlamına geliyor.
Fakat evrim erkeklerin daha büyük değil, daha fazla sperm üretmesi için sürerken, meyve sineklerinin neden bu denli büyük sperm hücreleri var? İşi daha da kızıştıran konu şu ki, bir dişi meyve sineği onlarca başka erkek sinek tarafından döllenebiliyor. Dolayısıyla ortada sperm kıtlığından bahsetmek de mümkün değil.
BİYOLOJİK ARKAPLAN
Evrimsel biyolojiye göre, uyum gücü en yüksek olan, en dinç üyeler döllenmede başarı sağlıyor, türün devamlılığında baskın hale geliyor. Döllenmeyi başlatan, sürükleyen çok sayıda özelleşmiş vücut yapıları bulunuyor. Abartılı sayılacak denli büyümüş, karşı cinsi etkileyecek organlar arasında boynuz, kuyruk tüyleri, çene kemiği, gerdan gibi yapılar yer alıyor. Geometrik olarak ortaya çıkan bu abartma halinin bir örneği de meyve sineklerinin spermlerinde gözleniyor.
Devasa uzunluktaki spermlerin döllenmedeki başarıyla bir ilişkisi olduğu düşünülüyor. Ancak, çelişkili olan durum şu ki, çok sayıda sperm hücresiyle başarı oranını arttırmak mümkünken, canlı neden tek devasa bir sperm üretmeyi tercih ediyor? Yeni yapılan bir araştırma bu soruya cevap arıyor.
Nature’da yayınlanan makalede Syracuse Üniversitesi’nde biyoloji profesörü olan Pitnick ve meslektaşları bu şaşırtıcı sperm hücrelerinin arkasındaki evrimsel kuvveti anlamak için yaptıkları çalışmada meyve sineklerinin yaşam koşullarını kötüleştirip, strese sokarak çok sayıda değişken dinçlik seviyesinde erkek sinek ürettiler. Daha sonra erkekleri ve onların spermlerini genetik testlerle analiz ettiler.
SPERM REKABETİ
Çalışmaya göre; bu sineklerin bazıları daha dinç iken, bazıları daha zayıf görünüyor. Daha uzun, daha güçlü emsalleriyle karşılaştırıldığında, daha küçük, daha güçsüz erkekler çok sayıda büyük sperm üretmek için daha fazla kaynağa ihtiyaç duyuyorlar. Daha uzun ve daha güçlü ama daha az sayıda sperm, daha az sayıda ve daha az güçlü spermlere göre yumurtayı döllemede avantajlı hale geçiyor. Bu durum sadece en güçlü erkeklerin çok sayıda partnerle eşleşmesini mümkün kılıyor ve böylece dişilerin yüksek kalitede eşleşmeden sperm alımının olasılığını yükseltiyor. Bu işlemi sürdüren dişiler oluyor: Rekabeti pekiştirmek için dişiler de daha uzun sperm haznesi geliştiriyor ve eşleşmelerden sadece en sağlıklı ve en uzun spermler seçiliyor. Yeni sperm, eğer yeterince büyükse dişinin diğer son çiftleştiği spermleri yerinden edebiliyor. Bir bakıma, meyve sineklerindeki büyük sperm, seçilim karakteri bakımından tavuskuşlarının dev kuyruklarına veya erkek geyiklerin boynuzlarına benzetilebilir; yani ‘gösterişli olan’ uzun sperm erkeği eşleşme için daha avantajlı hale getiriyor.
Meyve sineklerinin bazılarındaki ardışık genomları inceleyen araştırma ekibi, uzun sperm yapan genlerin dişilerde uzun sperm haznesi yapan genlerle neredeyse ortak olduklarını buldu. Dişinin sperm haznesi uzadıkça, sperm de aynı şekilde daha uzun olmaya evrimleşiyor. Pitnick’in açıklamasına göre; dişinin uzun sperme yönelik tercihindeki herhangi bir genetik değişim otomatik olarak uzun sperme dair genleri de kendileriyle birlikte sürüklüyor; bunun tam tersi de geçerli ve bu da kafa karıştırıcı tercihin daha hızlı gerçekleşmesinin evrimsel etkisini ortaya koyuyor. Araştırmaya göre, uzun spermi tercih eden ve bunu mevcut havuzdan seçen dişilerin yanı sıra büyük olasılıkla uzun spermle döl üretenler de daha cazibini bulacaklar ve döllerinde başka çeşit bir özelliğin olası üretimi hemen hemen imkansız olacak. Daha az spermin güçlü döl üretimi için aynı ihtimale sahip olması pek mümkün olmayabilir. Pitnick ve meslektaşları, makalede, tekrar eşleşme frekansının (kısa zaman zarfında birkaç erkekle eşleşen kadınların eğilimleri) daha büyük sperm haznesine (ve sperme) sahip olunmasıyla yükseldiğini vurguladı.
Pitnick’in açıklamasına göre; sperm basit, sıradan olduğunda erkekler büyük miktarda üretebilir. Fakat meyve sineği örneğinde, sadece iyi koşullar altındaki ve iyi genlerle erkekler ortalamanın üzerinde sperm üretebilir. Dişiler tamamen büyük bir istekle eşleşebilir, ancak sadece gerçekten yüksek kalitedeki erkekler bundan faydalanabilecektir.
*Organlardaki farklı büyüme oranları
Kaynak:
http://www.sciencemag.org/news/2016/05/scientists-solve-big-sperm-paradox
İlgili makale: