精子異型性とは、 1匹の雄が2種類以上の識別可能な精子を同時に産生することです。精子の種類は、大きさ、形状、および/または染色体の組み合わせが異なる場合があります。精子異型性は、精子多型性、または精子二型性（2種類の精子を持つ種の場合）とも呼ばれます。通常、卵子を受精させることができる精子の種類は1種類のみです。受精可能な精子は「真精子」または「真精子」、不妊な精子は「パラ精子」または「無精子」と呼ばれています。
精子の多型性に関する解釈の一つに「カミカゼ精子」仮説（Baker and Bellis, 1988）があるが、これはヒトにおいては広く否定されている。カミカゼ精子仮説は、精子の多型性は精子が異なる機能グループに細分化されることに起因するとしている。精子には、卵子を他の雄精子による受精から守るグループと、卵子を受精させるグループがある。しかし、ヒト精子の多型性がライバル精子に対抗する目的であるという証拠はない。[1]
分布
精子の異型性は、いくつかの異なる動物群で知られています。
昆虫
- 鱗翅目（蝶や蛾など）：既知の種のほぼ全てが2種類の精子を生成します。受精型の精子は尾が長く、核を含んでいます。もう一方の型は尾が短く、核を持たず、遺伝情報を全く含みません。
- ショウジョウバエ（ショウジョウバエ）：ショウジョウバエ属（D. obscura）の種は精子が異型です。チョウ目（チョウ）と同様に、長い受精型と短い不妊型が存在します。ただし、不妊型の核には正常な半数体染色体群が含まれています。短い精子がなぜ不妊なのかは不明ですが、不妊型の頭部がわずかに広いため、卵子の卵門への進入が妨げられるのではないかと考えられています。
- Diopsidae（柄のある目を持つハエ）：いくつかの種には、長くて繁殖可能なタイプと、短くて不妊のタイプが存在します。
- オサムシ科（ゴミムシ科）：一部の種は、最大 100 セットの染色体を含む、大型で不妊の精子を生成します。
軟体動物
- 一部の前鰓類 腹足類（カタツムリ）は、2種類または3種類の精子を産生します。不妊精子は、受精精子が輸送のために付着する大型の「キャリア」精子、または「ランセット」精子です。ランセット精子は、多くのリソソームを含むことがあります。
魚
- カジカの中には、精子が異形な個体もいるようです。その射精液には、受精精子だけでなく、円盤状の無精子も含まれているようです。
精子の異型性の可能性
非適応型
受精しない形態は機能を有しておらず、単なる発生上のエラーです。多くの精子異形種では、不妊精子の生成は高度に制御されている可能性があり、一部のチョウ目昆虫やショウジョウバエでは不妊精子が全精子の90%以上を占めることがあるため、このような現象は起こりにくいと考えられています。
プロビジョニング
非受精形態は、オスがメス、メスの卵子、または受精精子に栄養を与える手段となります。
ファシリテーション
非受精精子は受精精子の性輸送や受精能獲得（受精能の獲得）を助けることで受精精子を助けます。これはカイコにおいて実証されています。[2]
カイコにおいては、受精可能な精子は受精できないという確かな証拠があります。研究者たちは、受精可能な精子、受精不可能な精子、あるいはその両方の混合物を人工授精しました。その結果、子孫が生まれたのは後者のグループだけでした。
精子競争
精子競争が起こった場合、非受精精子はそれを産生する雄の受精成功率を高めます。これは攻撃的（例えば、ライバルの受精精子を追い出したり、殺したりする）な場合もあれば、防御的（例えば、雌の受精管の一部を塞いだり、受精前の敵対的な環境を作り出す）な場合もあります。
「安っぽい詰め物」
受精しない精子はメスの再交尾を遅らせたり阻止したりすることで、受精しない精子を産んだオスが、メスの子孫の父性に関する権利をより多く獲得することを可能にする（オスは精子の競争を避けるため）。例えば、精子が精子貯蔵器官を満たすことで、メスは精子を得るために再交尾する必要がないと「認識」する。あるいは、精子が性ペプチドに似た化学物質を輸送することもある。性ペプチドはショウジョウバエの精子に含まれ、メスが交尾を受け入れにくくする（抗媚薬作用を持つ）。[3]
この理論を裏付ける相関関係の証拠は、モンシロチョウ（Pieris napi）において確認されています。2回目の交尾に受容性のある雌は、受容性のない雌に比べて、貯蔵されている非受精精子の数が少なかったのです。したがって、この不妊精子が雌の再交尾を遅らせる原因となっている可能性があります。
この理論はショウジョウバエのDrosophila pseudoobscuraでも検証されたが、その結果は「安価なフィラー」はその種では重要ではないことを示唆した。[4]
参考文献
- ^ Moore, HDM, M. Martin, TR Birkhead, 「体外試験において、異なる男性の射精液中のヒト精子間にキラー精子やその他の選択的相互作用の証拠はない」, Proceedings of the Royal Society of London (1999), B, 266: 2343-2350
- ^ 酒井宏樹;大島裕之ゆり、古代。後藤裕樹；大門 隆明八木沼敏信；佐原、健。新美輝幸(2019-05-21)。 「性致死による二形精子形成」。米国科学アカデミーの議事録。116 (21): 10412–10417 .土井: 10.1073/pnas.1820101116。ISSN 0027-8424。PMC 6535010。PMID 31036645。
- ^ Cook, PA, Wedell, N. 1999.「非受精精子は雌の再交配を遅らせる」Nature 397: 486.
- ^ Swallow, JG, and GS Wilkinson. 2002. 昆虫における精子多型の長所と短所. Biological Reviews 77: 153-182.
- Till-Bottraud, I., D. Joly, D. Lachaise, RR Snook. 2005. 花粉と精子の異形性：界を超えた収束？進化生物学ジャーナル18(1): 1-18.
