Samice pawianów potajemnie odrzucają spermę. Ich ciało samo wybiera ojca

Naukowcy z Uniwersytetu Nowojorskiego odkryli mechanizm, który zmienia nasze rozumienie reprodukcji u naczelnych. Samice pawianów po kopulacji zmieniają środowisko pochwy w sposób, który może ograniczać przeżywalność określonych plemników – a najsilniejsze zmiany zachodzą po zbliżeniu z samcami zbyt podobnymi genetycznie. To odkrycie, opublikowane w czasopiśmie PLOS Biology, pozwala spojrzeć na zapłodnienie jako na proces kształtowany przez fizjologię samicy już po stosunku – nie tylko przed nim.

W populacji pawianów żyjących w niewoli w południowej Francji Rachel M. Petersen udokumentowała mierzalne zmiany w drogach rodnych po kryciu, które były powiązane z podobieństwem genetycznym partnera. W badaniu obejmującym dziewięć samic i czterech samców reakcja ta wielokrotnie objawiała się tworzeniem bardziej wrogiego środowiska dla nasienia w przypadku bliższego dopasowania genetycznego. Naukowcy odkryli 941 genów działających inaczej po kopulacji, z których wiele należało do szlaków odpowiedzialnych za budowanie obrony immunologicznej. Jednocześnie pH pochwy spadało po stosunku, tworząc warunki mogące uszkadzać plemniki.

Ciało wie, zanim umysł zdecyduje

Jeszcze przed kopulacją drogi rodne zmieniały się w trakcie cyklu w sposób mogący oddziaływać na docierające nasienie. W trakcie okna płodnego geny związane z układem odpornościowym wyciszały się, podczas gdy geny odpowiedzialne za transport jonów stawały się bardziej aktywne.

„Nasz zbiór danych wspiera tę hipotezę, ujawniając wyciszenie genów immunologicznych w połowie cyklu” – napisała Petersen.

Po kopulacji ta równowaga zmieniała się diametralnie – w ciągu zaledwie czterech godzin tkanka przechodziła z łagodnego stanu typowego dla okresu płodnego do aktywnej obrony immunologicznej. Kwasowość pochwy, wcześniej stabilna w różnych fazach cyklu, gwałtownie spadała, a ponieważ plemniki przeżywają tylko w wąskim zakresie chemicznym, nawet niewielkie przesunięcie pH mogło zmienić czas ich ruchliwości.

Najsilniejsze reakcje nie występowały po każdym kryciu. W obrębie głównego układu zgodności tkankowej – grupy genów odpornościowych oznaczanych jako MHC – najostrzejsze odpowiedzi immunologiczne pojawiały się, gdy partnerzy dzielili więcej wariantów genetycznych. Kwasowość spadała najbardziej u par podobnych genetycznie, podczas gdy u par bardziej zróżnicowanych zmiany były mniejsze lub odnotowywano nawet lekki wzrost pH.

CYNICZNYM OKIEM: Samice pawianów dysponują wewnętrznym systemem kontroli jakości spermy, który działa bez ich świadomego udziału. Ewolucja rozwiązała problem złego doboru partnera miliony lat przed wynalezieniem Tindera – i najwyraźniej skuteczniej.

Ukryty wybór samicy i znaczenie dla ludzi

Biolodzy nazywają ten mechanizm „ukrytym wyborem samicy” – wpływem, który objawia się po kryciu, a nie przed nim. W przeciwieństwie do oczywistego doboru partnera, działa on poprzez fizjologię, zmieniając to, które plemniki przeżyją wystarczająco długo, by kontynuować rywalizację. Ujęte w ten sposób zapłodnienie zależy od czegoś więcej niż prędkość plemników.

Metaanaliza z 2017 roku wykazała, że ludzie, a prawdopodobnie także inne naczelne, często wykazują wzorce dobierania się w pary powiązane z genami odpornościowymi MHC. Pawiany wnoszą tu coś nowego, ponieważ efekt pojawił się wewnątrz dróg rodnych, po stosunku.

Pawiany mają szczególne znaczenie jako model badawczy – ich anatomia reprodukcyjna przypomina ludzką bardziej niż w przypadku wielu mniejszych ssaków laboratoryjnych. Publikacja z 2015 roku zwróciła uwagę na podobne unaczynienie miednicy, krótką szyjkę macicy oraz całoroczne cykle u pawianów w niewoli. Nie są idealnymi modelami dla ludzi, ale ich podobieństwa czynią je cennymi w odpowiadaniu na pytania dotyczące niepłodności i poczęcia, których nie mogą rozstrzygnąć same gryzonie.

CYNICZNYM OKIEM: Okazuje się, że nawet po kopulacji to samica decyduje o wyniku. Samce mogą się starać, ile chcą – ostatnie słowo należy do pochwy i jej systemu immunologicznego. Demokracja reprodukcyjna to mit.

Badanie ma swoje ograniczenia – próba była niewielka, zwierzęta żyły w niewoli, a próbki pobierano około czterech godzin po ejakulacji. Większe badania, zwłaszcza u naczelnych i ludzi, będą musiały sprawdzić, czy ten sam pomatkowy wzorzec rzeczywiście zmienia to, kto zostaje ojcem potomstwa. Jednak spójność zaobserwowanych zjawisk – dwie odrębne ścieżki biologiczne, aktywność odpornościowa i kwasowość, wskazujące na ten sam wrogi dla nasienia rezultat – czyni to odkrycie trudnym do zignorowania.