电鱼无尾精子的惊人影响

押注从勇敢的游泳者进化到倒霉的漂浮者的无尾精子似乎是一场疯狂的进化赌博，但一群鱼似乎做到了这一点。理解这种权衡有望揭示人类疾病，并改变传统性别角色的生物学课程。

密歇根州立大学综合生物学副教授杰森·加兰特(Jason Gallant)及其同事正在使用国家科学基金会提供的近1万美元来了解一种非洲小鱼的含义，这种鱼进化成没有尾巴的精子，但有电动交配叫声。

“我们想知道为什么电鱼在没有其他脊椎动物可以逃脱的情况下侥幸逃脱，”密歇根州立大学生态，进化和行为计划的成员加兰特说。“生物学中的一个普遍概念是精子很便宜，卵子很贵 - 但这些鱼可能告诉我们精子比我们想象的更贵。他们可以通过减少精子尾巴来节省能源。Gallant是MSU自然科学学院的一部分。

被称为Mormyroids的鱼类通常被称为象鱼，因为尽管很小，但它们细长的嘴看起来有点像树干。他们生活在浑浊的非洲水域中，如此密集，以至于依靠短暂的电荷来找到彼此。电输出脉冲和选择分析这些脉冲所需的脑力需要大量能量。象鱼可能优先考虑将能量储存用于寻找雌性，然后依靠其他方式将精子输送到卵子。

在这个理论中有很多问题。

MSU电鱼实验室的成员将努力确认他们认为会关闭精子尾巴发育的基因。他们测试的一种方法是分离基因并将其插入另一种具有传统上摆动精子的鱼类中，看看这些尾巴是否消失。研究人员还开发了一种测量呼吸的方法，以确定鱼通过扼杀精子尾巴节省了多少能量。

该组织认为，这些问题超出了鱼精子的范围。鞭毛在我们的生命之树中都很丰富——包括在人的精子中。鞭毛与另一种称为纤毛的跳动附属物有关，纤毛是较短的毛状结构，也会移动。

“有趣的是，纤毛使生物世界运转起来：鞭毛实际上只是非常长的纤毛和许多相同的部分，”加兰特说。

这就是人类健康和性别规范进入画面的地方。

一种称为原发性纤毛运动障碍(PCD)的人类遗传性疾病带来慢性呼吸道感染，器官位置异常，大脑积液和不孕症，所有这些都源于缺乏正常功能的纤毛和鞭毛。Gallant团队关注的基因似乎是PCD的几个因素之一，但他指出，除了无尾精子之外，Mormyroids看起来很好，很正常。更好地了解鱼类基因的功能可以为理解人类健康问题提供PCD难题的另一部分。

由于用不会游泳的精子繁殖的鱼令人困惑，研究人员正在探索象鱼与传统主义者相去甚远。该研究项目的一部分将让本科生探索生物学中一个鲜为人知的故事。

“这项拨款的巧妙之处在于，我们正在与生物学合作，将我们的假设颠倒在他们的头上，”加兰特说。“作为人类，我们假设雄性被编程为肥料。女性是精子的被动接受者。但这些精子甚至不能游泳——它们的睾丸也很小，所以不能与其他雄性竞争。

“我的宠物假设是，很多人从生物学课上得到了他们关于男性和女性应该如何表现的想法。如果我们教他们大自然是多么多样化。这会改变他们彼此相处的方式吗?