การต่อสู้ของหนอนตัวแบน อสุจิมีหนาม การผสมเทียมที่เหลือเชื่อ

ในหาดทรายของอิตาลี การจับคู่ผสมพันธุ์กำลังเกิดขึ้น มันเป็นการจับคู่ของหนอนตัวแบน ที่มีชื่อว่า Macrostomum lignano และถึงแม้ร่างกายของพวกมันจะเรียบง่าย แต่หลังการมีเพศสัมพันธ์ หากตัวเมียได้รับสเปิร์มที่ไม่ต้องการหรือคิดว่าอ่อนแอไป ก็สามารถดูดสเปิร์มกลับออกไปได้ เป็นวิธีแก้ปัญหาง่ายๆ ที่ช่วยให้ตัวสามารถควบคุมว่าสเปิร์มตัวไหนที่จะให้เชื้อแก่ไข่ของมัน

แต่ตัวสเปิร์มสามารถต่อสู้ได้ มันมีรูปร่างที่แตกต่างกันมากกับ สเปิร์มของมนุษย์ ส่วนหัวที่ดูที่ชั่วร้ายใช้ยึดตัวเองเข้ากับผนังของอวัยวะเพศของตัวเมีย ยิ่งไปกว่านั้น ขนทรงแปรงขนาดใหญ่ที่ชี้ไปข้างหลังมีสองอันยังช่วยยึดสเปิร์มให้อยู่กับที่ สเปิร์มที่มีหนามเหล่านี้ไม่สามารถดูดออกได้ง่าย แม้ว่าตัวหนอนจะพยายามแล้วก็ตาม คุณมักจะเห็นสเปิร์มหลายตัวโผล่ออกมาจากช่องอวัยวะเพศของหนอนตัวเมีย




สำหรับหนอนตัวแบนตัวนี้ แต่ละตัวเป็นทั้งตัวผู้และตัวเมีย มันมีทั้งสองเพศ เมื่อมันจับคู่กัน อวัยวะชายของพวกมัน จะเจาะอวัยวะเพศหญิง ของกันและกันในเวลาเดียวกัน พวกมันก่อตัวเป็นวงแหวนเล็ก ๆ

พยาธิตัวตืดที่มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับหนอนตัวแบนอย่าง Macrostomum hystrixมีพฤติกรรมทางเพศที่แตกต่างกันมาก นอกจากนี้มันยังเป็นสัตว์สองเพศ แต่ไม่ได้ผสมพันธุ์แบบวงแหวน ในทางกลับกัน พวกมันตัวหนึ่งจะยึดอีกตัวหนึ่งและแทงอวัยวะเพศรูปเข็มของมันโดยตรงผ่านผิวหนังของคู่ พุ่งเข้าสู่ร่างกายโดยตรง การกระทำนี้พบได้ทั่วไปในสัตว์หลายชนิด ตั้งแต่ตัวเรือดไปจนถึงแมงมุม และเป็นที่รู้จักกันอย่างเหมาะเจาะในชื่อ “การผสมพันธุ์แบบรุนแรง” หนอนตัวแบนตัวนี้ไม่เหมือนกับ M.lignano ตรงที่ไม่เคยดูดสเปิร์มออกหลังจากมีเพศสัมพันธ์ และตัวอสุจิของมันก็ต่างกันมาก พวกมันเล็กกว่าและเรียบง่ายกว่า ไม่มีขนและพวกมันเคลื่อนที่ได้ดีมาก

Lukas Schärer จาก มหาวิทยาลัยบรัสเซล พบว่าลักษณะเหล่านี้ไปด้วยกันได้ เขาพบว่าหนอนตัวแบน 16 สายพันธุ์ ทั้งหมดอยู่ในสกุล Macrostomum แบ่งออกเป็นสองกลุ่มที่แตกต่างกัน ในกลุ่มแรกซึ่งเป็นพวก M.lignano แต่ละตัวจะผสมพันธุ์กันเป็นรูปวงแหวน พยายามดูดอสุจิออกหลังจากมีเพศสัมพันธ์ และมีอสุจิขนาดใหญ่ กลุ่มที่สอง M.hystrix มันมีสเปิร์มขนาดเล็กที่เรียบง่าย และไม่มีขนที่ช่วยในการยึด ในบรรดาหนอนเหล่านี้ รูปร่างของอวัยวะเพศและสเปิร์ม และวิธีที่พวกมันผสมพันธุ์ได้พัฒนาร่วมกันในรูปแบบที่คาดเดาได้มากขึ้น




Schärer มองเห็นว่าความสนใจที่แข่งขันกันของหนอนตัวผู้และตัวเมียสามารถขับเคลื่อนวิวัฒนาการของร่างกายและพฤติกรรมของพวกเขาได้อย่างไร เราเคยเห็นความขัดแย้งระดับร่างกายนี้ในระดับที่ชัดเจนที่สุด โดยที่ตัวผู้และตัวเมียเลือกว่าจะจับคู่กับตัวไหน แต่ถึงแม้จะมีเพศสัมพันธ์แล้ว การต่อสู้ก็ยังดำเนินต่อไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าตัวเมียผสมพันธุ์กับตัวผู้หลายตัว สเปิร์มจากเพศผู้ต่างแข่งขันกันเพื่อสิทธิในการปฏิสนธิ ในขณะเดียวกัน ตัวเมียสามารถใช้การควบคุมโดยการเลือกเอาอสุจิที่ดูว่าอ่อนแอและไม่ต้องการออกจากตัวเอง ตัวผู้พัฒนาอสุจิให้มีความสามารถมากขึ้น




แรงกดดันเหล่านี้มีผลทั่วทั้งอาณาจักรของสิ่งมีชีวิต แม้แต่ในสปีชีส์เช่นหนอนตัวแบน ซึ่งเป็นทั้งตัวผู้และตัวเมีย ตัวเมียได้วิวัฒนาการพฤติกรรมการดูดสเปิร์ม ซึ่งควบคุมได้ว่าใครเป็นผู้ให้กำเนิดไข่ในที่สุด และตัวผู้ก็มีการพัฒนาสเปิร์มที่ยากจะกำจัดออกและแข็งแรงขึ้น

ผลของการต่อสู้เชิงวิวัฒนาการที่ดุเดือดนี้มักจะเจอทางตัน แต่บางสายพันธุ์ก็หลุดพ้นได้โดยการเปลี่ยนยุทธวิธี โดยการสืบพันธุ์ผ่านบาดแผลทางผิวหนังแบบรุนแรงมากกว่าผ่านอวัยวะเพศของตัวผู้สามารถข้ามการต่อต้าน “ของเพศเมีย” ได้โดยสิ้นเชิง แต่สเปิร์มของพวกมันต้องเผชิญกับความท้าทายใหม่ๆ

ที่สำคัญที่สุดคือพวกมันต้องเคลื่อนไหวไปมาอย่างง่ายดาย ขนที่ยึดไว้อย่างมีประสิทธิภาพภายในอวัยวะเพศของตัวเมียนั้นเป็นอุปสรรค และในไม่ช้าพวกมันก็จะสูญเสียมันไป หาก “ตัวผู้” หลายตัวต่างกันฉีดสเปิร์มเข้าไปในตัวเมียตัวเดียวกัน สเปิร์มของพวกมันจะแย่งชิงสิทธิในการปฏิสนธิภายในร่างกายของตัวเมีย จำนวนและความว่องไวทำให้พวกมันได้เปรียบ ดังนั้นสเปิร์มจึงมีขนาดเล็กลงและมีจำนวนเพิ่มมากขึ้น




ในขณะที่สเปิร์มมีวิวัฒนาการ อวัยวะเพศของหนอนตัวผู้ก็เช่นกัน มันได้ปรับให้เจาะผิวหนังของคู่ได้ง่ายขึ้น คมขึ้นและแข็งแรงขึ้น อวัยวะเพศของตัวเมียก็เปลี่ยนไป ในสายพันธุ์ที่ผสมพันธุ์กัน ผนังของมันจะหนาเพื่อป้องกันการบาดเจ็บจากอวัยวะเพศตัวผู้ที่บุกรุกหรือตัวอสุจิที่เจาะฝังตัวอยู่

Advertisements
M.finlandense หนอนตัวแบนอีกชนิดหนึ่ง น่าจะอยู่ครึ่งทางของการเปลี่ยนแปลงนี้ เราไม่รู้เกี่ยวกับชีวิตเพศของมันมากนัก แต่ร่างกายของมันให้ข้อมูลเบาะแสเกี่ยวกับเรื่องนี้ เช่นเดียวกับ M.lignano สเปิร์มของมันยังมีขนอยู่ แต่พวกมันสั้น เช่นเดียวกับ M.hystrix อวัยวะเพศของมันจะแหลมและแข็ง แต่ไม่มีขอบที่หนากว่าที่กระทบกระเทือนอวัยวะของคู่มัน

ในความเป็นจริง Schärer พบว่าหนอนตัวแบนได้ทำการเปลี่ยนแปลงนี้อย่างน้อยสองครั้ง และจบลงด้วยการเปลี่ยนแปลงของอสุจิ เขาจัดลำดับยีนจาก 16 สปีชีส์ของเขาเพื่อค้นหาว่าพวกมันมีความสัมพันธ์กันอย่างไร แผนภูมิชนิดของพวกมันแสดงให้เห็นชัดเจนว่ากลุ่มที่ผสมพันธุ์แบบรุนแรงมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกันมากกว่าสายพันธุ์แหวน ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือ M.hystrix ซึ่งเป็นผู้ผสมพันธุ์แบบรุนแรงเพียงอย่างเดียวภายในกลุ่มของวงแหวน




แต่ทำไมต้องศึกษาหนอนตัวแบนด้วยล่ะ? คำตอบนั้นง่าย เพราะพวกมันโปร่งใส อาจเป็นเรื่องยากมากที่จะศึกษาความขัดแย้งทางเพศ เพราะด้วยเหตุผลที่ชัดเจน มันไม่ง่ายเลยที่จะเห็นว่าเกิดอะไรขึ้นกับสเปิร์มในร่างกายของเพศเมีย นักวิทยาศาสตร์ต้องหาวิธีแก้ปัญหาที่ชาญฉลาด เช่น สัตว์พันธุวิศวกรรมที่มีสเปิร์มเรืองแสง แต่นั่นไม่ใช่ปัญหาหากคุณสามารถเห็นสัตว์ที่คุณเลือกได้โดยตรง สำหรับ Schärer แล้ว หนอนตัวแบนเป็น “โอกาส” อย่างแท้จริงสำหรับการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของสเปิร์ม ซึ่งเป็นกลุ่มเซลล์ที่มีความหลากหลายมากที่สุดในอาณาจักรสัตว์

อ่านเรื่องอื่น

Advertisements
Advertisements
แหล่งที่มาnationalgeographic