Sommige fruitvliegen beschikken over spermacellen die wel zes(!) centimeter lang zijn. Deze spermacellen zijn dus 1000 keer langer dan die van de mens. Maar waarom eigenlijk?

Het is een vraag die onderzoekers Scott Pitnick al een tijdje bezighoudt. Hij besloot er onderzoek naar te doen en komt nu in het blad Nature met het verlossende antwoord.

Voorkeur
Het eerste antwoord op de vraag waarom sommige fruitvliegen extreem lange spermacellen hebben, is simpel. Omdat vrouwtjes – of beter gezegd hun voortplantingssystemen – daar een voorkeur voor hebben. Maar veel interessanter is de vraag: waarom hebben vrouwtjes daar een voorkeur voor? “Dat is de grote, moeilijke vraag als het gaat om seksuele selectie,” stelt Pitnick.

Twee parende fruitvliegen. Afbeelding: Stefan Lüpold / UZH.

Twee parende fruitvliegen. Afbeelding: Stefan Lüpold / UZH.

Drosophila
Pitnick bestudeerde fruitvliegen uit het geslacht Drosophila. De spermacellen van deze fruitvliegen zijn soms wel zo’n zes centimeter lang. Verder weten we van deze fruitvliegen dat vrouwtjes met meerdere mannetjes paren. En dat seks hebben met een vrouwtje dus geen garantie is voor nageslacht: het sperma van het ene mannetje moet in het lichaam van het vrouwtje nog de competitie aan gaan met sperma van andere mannetjes.

Genen
Pitnick bestudeerde onder meer de genen van de fruitvliegjes en ontdekte dat de verklaring voor de grote spermacellen van de mannetjes eigenlijk tweeledig is. Zo blijkt dat er een genetisch verband is tussen de lengte van het orgaan waarin het vrouwtje sperma opslaat en de lengte van sperma van het mannetje. In andere woorden: wanneer het ene langer wordt, wordt het andere dat ook. Daarnaast blijken genen voor langere organen ook verband te houden met genen die het vrouwtje sneller in staat stellen om opnieuw te paren. En vrouwtjes die sneller achter elkaar met verschillende mannetjes paren, versterken de competitie tussen sperma en daarmee wordt het voor mannetjes noodzakelijk om langer sperma te ontwikkelen dat beter in staat is om de strijd te winnen.

Hier zie je verschillende 'extreme' versieringen die mannetjes ontwikkeld hebben om vrouwtjes voor zich te winnen en nageslacht op aarde te kunnen zetten. De omvang van de dieren geeft aan in welke mate de evolutie een voorkeur heeft voor elke 'versiering'. Het sperma van de fruitvlieg spant echt de kroon. Afbeelding: Scott Pitnick.

Hier zie je verschillende ‘extreme’ versieringen die mannetjes ontwikkeld hebben om vrouwtjes voor zich te winnen en nageslacht op aarde te kunnen zetten. De omvang van de dieren geeft aan in welke mate de evolutie een voorkeur heeft voor elke ‘versiering’. Het sperma van de fruitvlieg spant echt de kroon. Afbeelding: Scott Pitnick.

Sterk
Maar dat is dus nog niet alles. De onderzoekers ontdekten tevens dat er een verband is tussen de kwaliteit van het mannetje en het aantal spermacellen dat deze produceert. “Wanneer sperma kort is en gemakkelijk geproduceerd kan worden, kan elk mannetje er heel veel van maken,” vertelt Pitnick. “Maar wanneer sperma langer wordt, kunnen alleen de mannetjes met de beste gezondheid – de mannetjes met de beste genen – grote aantallen daarvan maken.” En dus herhaaldelijk met vrouwtjes paren. Dat betekent dat alleen mannetjes die sterk zijn en veel lang sperma produceren kunnen profiteren van het feit dat vrouwtjes in staat zijn om in korte tijd meerdere keren te paren. En dankzij dat succes van de sterke mannetjes met lang sperma kunnen de genen voor lang sperma zich in een populatie verspreiden.

We kennen tal van manieren waarop een mannetje een vrouwtje voor zich kan winnen (zie afbeelding hierboven). Denk aan het verenkleed van de pauw. Of het gewei van herten waarmee deze rivalen uit de weg ruimen. Wat dit onderzoek zo bijzonder maakt, is dat het laat zien dat de evolutie van sperma gebaseerd is op dezelfde processen die er ook toe geleid hebben dat sommige soorten hoorns of omvangrijke lichamelijke versieringen ontwikkeld hebben.