Kolik stojí organismus vyrábět spermie a jak se mění jejich kvalita v průběhu života? Dříve se předpokládalo, že produkce spermií je oproti samičím investicím do vajíček dost nenáročná. V poslední době se ale začalo spekulovat, že náklady spojené s investicemi do spermií mohou být mnohem větší, vědcům ovšem chyběly důkazy. Díky českému výzkumu se to změnilo.
Čím víc spermií, tím kratší život, ukázal český výzkum. Vytvářet je něco stojí
„Výzkum biologie vlaštovek probíhá na Třeboňsku už 13 let. V poslední studii jsme se věnovali otázce reprodukčního stárnutí samců vlaštovek. Zajímalo nás, jestli se s věkem u dospělých jedinců mění kvalita spermií – jejich rychlost, morfologie – a také jejich množství. Dá se to měřit jako velikost zduřelého kloakálního výčnělku, který u pěvců v době hnízdění slouží jako rezervoár spermií,“ popisuje Tomáš Albrecht, vedoucí výzkumné skupiny z Ústavu biologie obratlovců Akademie věd ČR.
Věk spermie neovlivňuje, ony délku života ano
„Zjistili jsme, že samci se mezi sebou ve znacích spermií liší, ale během jejich života se kvalita spermií moc nemění. Věk tedy kvalitu spermií u tohoto relativně krátkověkého pěvce neovlivňuje. S věkem ovšem roste produkce spermií – v mládí jich mají vlaštovčí samci méně než ve středním a vysokém věku,“ vysvětluje hlavní autorka publikace Kristýna Míčková.
Podle Albrechta výsledky naznačují, že vlastní produkce spermií může být nákladná – samci, kteří v průběhu života investovali relativně hodně do produkce spermií, se v průměru dožívali nižšího věku.
Otázkou nicméně zůstává, jestli se jim taková investice vyplatí. A současně to znovu otevírá otázku, co vlastně z hlediska přírody a evoluce znamená „vyplatit se“.
Z hlediska evoluce je zásadní předat geny dál, větší délka života vlastně jen říká, že na to má organismus více času. Pokud dokáže předat víc genetického materiálu velmi rychle, nemusí už žít tak dlouho.
„Vlaštovka je sice sociálně monogamní čili samci a samice tvoří páry a společně vychovávají potomky, ale partneři si nejsou věrní. V dalším kroku se proto zaměříme na studium vztahu mezi produkcí spermií a celoživotní schopností samců plodit mimopárové potomky – je možné, že i přes poněkud kratší délku dožití vede vyšší produkce spermií ke stejnému počtu za život zplozených mláďat jako u déle žijících samců,“ říká Tomáš Albrecht.
Výzkum náročný pro vědce i farmáře
Autoři výzkumu uvedli, že shromáždit data bylo dost náročné. Terénní výzkumy totiž začínají každý rok ještě před návratem vlaštovek do hnízdiště v dubnu, kdy tam vědci instalují sledovací kamery. Ty pomáhají odhalit, jak je to s vlaštovčí nevěrou a chováním ptáků v hnízdech. Pak se členové týmu po týdnu střídají při kontrole hnízd – až do odletu posledních vlaštovek, což bývá koncem prázdnin.
„Protože je vlaštovka druhem pevně vázaným na lidská sídla, je výzkum spojen s intenzivní komunikací s majiteli farem, kde vlaštovky hnízdí. Po letech výzkumu vztahy s farmáři často přerostly v kamarádství, a to i přesto, že při odchytech vlaštovek začíná naše občas hlučnější aktivita pod jejich okny již před rozbřeskem, často kolem čtvrté hodiny ranní, tedy v době, kdy ani jihočeský farmář ještě normálně nevstává,“ dodává Míčková.
Proč zrovna vlaštovky?
Obecně se o tom, jak náročná je produkce spermií, ví velice málo, především kvůli obtížnosti podobného výzkumu. K získání dat o reprodukčním stárnutí a vlivu reprodukčních investic na přežívání a délku dožití je totiž nutné, aby modelový druh byl relativně krátkověký a vědci mohli u různých jedinců sledovat změny v čase, nejlépe v průběhu celého jejich života. Právě takovým vhodným modelovým organismem je drobný pěvec vlaštovka obecná.
„Vlaštovky patří mezi krátkověké ptáky, kteří se v průměru dožívají dvou až pěti let, a proto jsou pro studium stárnutí ideální. Další výhodou je, že populace jsou vcelku stabilní a ptáci se na jaře vracejí na stejná hnízdiště, případně do jejich blízkého okolí, což nám umožňuje sbírat data v časové řadě, a o každém jedinci tak máme údaje od prvního roku života téměř až do jeho smrti,“ doplňuje Míčková.