» » «Галактика» внутри дрозофилы

«Галактика» внутри дрозофилы

«Галактика» внутри дрозофилы

Эта «спиральная галактика», окруженная «туманностью», — на самом деле внутренние половые органы самца обыкновенной дрозофилы (Drosophila melanogaster), плодовой мушки, которая частенько летает у вас дома над спелыми фруктами. Исследователь Бен Уолш (Ben Walsh) окрасил структуры разными флуоресцентными красителями и сделал этот снимок, поднеся камеру своего смартфона к объективу микроскопа.

Мужские половые органы дрозофилы состоят из двух спирально свернутых слепых трубок-семенников (на снимке они окрашены желтым), которые через семенные пузырьки (длинные трубки с голубыми точками) вместе с придаточными железами (видна одна из них, листовидная, состоящая из голубых точек) впадают в семяизвергательный канал (белый, виден «анфас»). Голубое облако, которое окружает эти органы, — это сперма: видны ее сгустки и местами даже отдельные сперматозоиды.


«Галактика» внутри дрозофилы

Микрофотографии и схемы мужской половой системы D. melanogaster целиком (А) и отдельно семенников с семенными пузырьками (B). Длина масштабного отрезка — 250 мкм. Коричневым цветом на схеме окрашен семяизвергательный канал, зеленым — придаточные железы, голубым — семенные пузырьки, красным — семенники. Иллюстрация из статьи P. Sitaram et al., 2014. Cytological Analysis of Spermatogenesis: Live and Fixed Preparations of Drosophila Testes


Кстати, сперматозоиды дрозофил — самые длинные из известных в животном мире: ученые объясняют это действием полового отбора (см. Половой отбор сделал сперматозоиды дрозофил самыми длинными в мире, «Элементы», 01.06.2016). Например, у Drosophila bifurca длина сперматозоидов (со жгутиком, конечно) достигает 5,8 см, что в 20 раз длиннее тела самой мушки. У Drosophila melanogaster они, впрочем, гораздо короче: около 2 мм, что примерно равно длине ее тела. В семенниках сперматозоиды свернуты в клубки диаметром около 50 мкм (примерно 1/20 мм).


«Галактика» внутри дрозофилы

A — самец Drosophila bifurca, окруженный собственным семенником (самец был сфотографирован до вскрытия, и его фото наложено в том же масштабе на фото развернутого левого семенника). фото © Scott Pitnick. B — два сперматозоида в семенном пузырьке самца. фото © Romano Dallai. Изображение из статьи T. Pizzari, 2006. Evolution: The Paradox of Sperm Leviathans


Развитие сперматозоидов (сперматогенез) начинается в дальнем «тупиковом» конце семенника. Там обитает популяция стволовых клеток-сперматогониев, имеющих нормальный диплоидный (двойной) набор хромосом. Каждая несколько раз делится обычным митотическим делением и дает начало сперматоцитам 1-го порядка. Те, в свою очередь, проходят через мейоз (деление, сокращающее число хромосом вдвое) и становятся гаплоидными сперматоцитами 2-го порядка. Последние превращаются в сперматиды — тоже гаплоидные клетки, уже обладающие короткими жгутиками. Проходя путь до семенных пузырьков, жгутики сперматид удлиняются и скручиваются, и клетки созревают в полноценные сперматозоиды.


«Галактика» внутри дрозофилы

Схема сперматогенеза в семеннике дрозофилы обыкновенной. Изображение из статьи A.-M. Dion-Cote, 2019. Spermatogenesis: A hotspot for new genes


Сперма, мигрирующая из семенных пузырьков, смешивается в семяизвергательном канале с семенной жидкостью, вырабатываемой секреторными клетками придаточных желез. Белки, содержащиеся в семенной жидкости, необходимы для длительного хранения спермы в семяприемниках (сперматеках) самок.


«Галактика» внутри дрозофилы

Сперматозоиды дрозофилы обыкновенной (Drosophila melanogaster) короче, чем у Drosophila bifurca, и не настолько скручены. A — сперматозоиды (количеством около 5000), движущиеся из семяприемника (SR) самки к матке (UT). B — увеличенное изображение, показывающее сперматозоиды с изогнутыми жгутиками. CF — волнообразное движение сперматозоидов. Tail tip — кончик жгутика, head — головка сперматозоида. Стрелки указывают направление изгибов. Длина масштабного отрезка — 0,1 мм. Изображение из статьи Y. Yang, X. Lu, 2011. Drosophila sperm motility in the reproductive tract


Главный снимок был сделан в рамках исследования влияния изменения климата на фертильность (способность к размножению) животных, растений и грибов. Окрашивая семенники дрозофил флуоресцентными красителями и рассматривая их в микроскоп, Уолш и его коллеги искали в них сгустки сперматозоидов, и по их количеству и местонахождению анализировали, как менялся описанный выше процесс сперматогенеза у самцов мушек, содержавшихся при разной температуре.

Оказалось, что термальный стресс — то есть воздействие аномально низких или аномально высоких температур — отрицательно влияет на сперматогенез дрозофил. В таких условиях сперматозоиды хуже растут, уменьшается их подвижность и, соответственно, их способность оплодотворять яйцеклетки самок.

Впрочем, дрозофилы в этом не одиноки. Ученые, собрав и проанализировав данные из многих научных статей, пришли к выводу, что экстремальные температуры отрицательно влияют на фертильность самых разных животных, от коралловых полипов до мышей. Они предлагают ввести понятие «термального предела фертильности» (thermal fertility limit, TFL) — границы средних температур в месте обитания, после перехода которой фертильность представителей данного вида начинает снижаться критически, — и использовать этот показатель, чтобы определить, каким видам и при каких изменениях глобальных температур грозит вымирание.

фото © Ben Walsh из твиттера автора.

Олег Соколенко

16 октябрь 2020 /
  • Не нравится
  • +1
  • Нравится

Похожие новости

Самки бабочек-нимфалид предпочитают партнеров постарше

Самки африканской бабочки-нимфалиды вида Bicyclus anynana чаще спариваются с более старыми самцами. Оказалось, что это необъяснимо с точки зрения его выгоды для самки, а вызвано поведением «старых»

Нобелевская премия по физиологии и медицине — 2017

Нобелевская премия 2017 года вручена за открытие и исследование молекулярных механизмов, управляющих циркадными ритмами — внутренними часами, которые работают в живых организмах, подстраивая

Конусы роста аксонов

На этой микрофотографии видны длинные отростки (аксоны) ганглионарных клеток сетчатки, выращенных из стволовых клеток человека...
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?Кого и зачем приносили в жертву Древние Египтяне?Ученые пытаются понять, как могла появиться жизнь на ВенереНа МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Почему птицы летают клином11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой