Окаменелые сперматозоиды обнаружили в останках самок древних остракод, которые застыли в куске янтаря примерно 100 миллионов лет назад. Эта находка стала уникальной возможностью узнать больше о том, как развивался репродуктивный процесс.
Образцы в изученном куске янтаря / © Proceedings of the Royal Society B
Международная группа палеонтологов из Лондонского университета королевы Марии и Китайской академии наук в Нанкине проанализировала останки 39 ракушковых, или остракод, которые обнаружила в куске янтаря. Среди них оказался 31 представитель ранее неизвестного вида Myanmarcypris hui. Предполагается, что он обитал в прибрежных и внутренних водах территории современной Мьянмы.
Используя рентгеновскую микроскопию, команда создала компьютерные трехмерные реконструкции остракод, застывших в янтаре, и обнаружила в телах некоторых животных сохранившиеся репродуктивные органы, в том числе пенисы у самцов и придатки и семенные сосуды у самок.
В последних оказались окаменелые образцы спермы: так ученые выяснили, что некоторые ракообразные спаривались незадолго до того, как попали в смолу. Это открытие назвали «чрезвычайно редкой возможностью» узнать больше об эволюции репродуктивного процесса. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Находка уникальна, ведь ископаемые остракоды с сохранившимися органами встречаются крайне редко. Кроме того, обнаруженные в них сперматозоиды — самые древние на сегодня, им около 100 миллионов лет. До этого старейшие образцы спермы были вдвое моложе: их нашли в 2015 году в коконе червя из Антарктиды, а самые древние мужские гаметы ракушковых, обнаруженные до настоящего времени, датировали 17 миллионами лет (обнаружены в 2014 году в Австралии). Кроме того, открытие показывает, что у этих ракообразных гигантские сперматозоиды, и органы для их передачи самке появились 100 миллионов лет назад.
Большинство животных, чтобы повысить шансы на оплодотворение, производят множество очень маленьких сперматозоидов. Но некоторые из них, например плодовые мухи и современные остракоды, используют небольшое количество крупногабаритных клеток, которые иногда могут достигать длины тела самого животного. В этих случаях, говорят исследователи, шансы на оплодотворение яйцеклетки растут с увеличением размера мужских гамет.
Ученые предполагают, что во время спаривания самцы ракушковых захватывают самок с помощью «крюков» на пенисе и проталкивают крупные сперматозоиды по каналам в теле партнерши. Далее гаметы достигают семенных сосудов и хранятся в них до тех пор, пока не созреют яйцеклетки, которые можно оплодотворить.
Ранее исследователи считали, что использование гигантских сперматозоидов рано или поздно приводит к вымиранию вида. «В конце концов, это огромные затраты для животных. Необходимо производить крупные сперматозоиды, репродуктивные органы занимают много места в теле, гораздо больше, чем у других видов, а спаривание длится долго», — рассказала Ренате Мацке-Караш, геобиолог из Университета Людвига-Максимилиана в Мюнхене и руководитель исследования.
Она добавила, что, на первый взгляд, такой способ размножения не имеет смысла с эволюционной точки зрения. Но последнее открытие демонстрирует, что для остракод он остается эффективным более 100 миллионов лет, и доказывает: размножение гигантскими сперматозоидами может носить эволюционно устойчивый характер и быть успешной репродуктивной стратегией.
«Половое размножение с гигантскими сперматозоидами должно быть очень выгодным», — отметила Мацке-Караш. Чтобы показать, что использование больших мужских гамет — серьезное преимущество для выживания вида, а не ошибка эволюции, ученым еще предстоит выяснить, когда возник такой способ размножения.
