{{{sourceTextContent.title}}}

Biologiste Looks aux papillons à aider à résoudre la stérilité humaine

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Quand les insectes sautent le fandango léger leurs préliminaires romantiques impliquent souvent certaines assez choses folles comme des mouvements hypnotiques de danse et des couleurs voyantes. Dans quelques espèces qu'ils finissent avec un complexe éjaculez le paquet qui fait davantage que fertilisent la progéniture.

{{{sourceTextContent.description}}}

Dans le cas des papillons, les rapae blancs de Pieris de chou en particulier, des scientifiques ont trouvé que le papillon masculin éjaculent -- un paquet complexe conçu pour livrer le sperme -- contient également une dose d'éléments nutritifs de vie-élargissement précieux que les papillons femelles dévorent comme la sucrerie.

Mais la réception de ce colis de la qualité vient à un coût -- dominance masculine.

Il vient couvert dans une coquille dure qui prend trois jours pour digérer, et pendant ce temps la femelle ne peut pas joindre encore, dit l'université du biologiste Nathan Morehouse de Cincinnati.

La recherche interdisciplinaire récente menée par Morehouse dans le laboratoire de recherches de Morehouse et le Nathan Clark, biologiste dans Clark Research Lab à l'université de Pittsburgh a regardé plus étroite les structures complexes et les mécanismes dans le papillon masculin éjacule et les réponses adaptatives dans l'appareil génital femelle de papillon.

Les chercheurs espèrent que ces résultats d'étude faciliteront en comprenant le cycle reproducteur humain complexe et les problèmes occasionnels qui commencent à un niveau moléculaire. Les auteurs ont édité leurs résultats Co-évolutionnaires dans les démarches de journal de juin de la National Academy of Sciences.

« Comme scientifiques, nous avons déjà su que le papillon masculin éjacule étaient les structures complexes triples que nous appelons des spermatophores -- composé d'enveloppe externe, de matrice intérieure des fluides et de bol de sperme, » dit Morehouse de l'UC. « Ce qui nous n'avons pas su et n'avons pas trouvé par notre recherche est que ces trois structures sont distinctement différentes en composition en protéine, sont séparément stockées dans l'appareil génital masculin et sont transférées séquentiellement à l'appareil génital femelle pendant l'accouplement. »

Pourquoi un processus si élaboré pour un papillon si minuscule ? Contrôle de reproduction femelle, Morehouse dit.

Puisque le spermatophore occupe une grande partie de l'appareil génital femelle, elle ne peut pas joindre encore jusqu'à ce qu'il soit allé. Les mâles le rendent dur pour elle en emballant le spermatophore dans une coquille dure. Ce retard bénéficie le mâle d'assurer plus de son sperme pour fertiliser ses oeufs.

Méthode derrière sa folie

« Dans cet ensemble d'espèces, et dans beaucoup d'insectes, ils ont ce qui s'appelle la dernière priorité masculine de sperme, » dit Clark. « Quand un autre mâle entre et des compagnons, son sperme déplace le sperme d'abord masculin ou les pousse au dos. »

De temps en temps, les différents fluides séminaux masculins et les enzymes femelles ne fonctionneront pas ensemble efficacement, créant un déséquilibre qui peut avoir comme conséquence la basse fertilisation d'oeufs. Les chercheurs disent que regardant comment les papillons femelles ont résolu cet obstacle peut ouvrir le rideau pour corriger les déséquilibres semblables de protéine-enzyme dans la stérilité humaine.

Utilisant la technologie automatisée de pointe telle que la spectrométrie de masse et les processus biochimiques standard plus anciens, les chercheurs ont déterminé que le transfert à ailes minuscule de macho-hommes 13 pour cent de leur poids au corps entier par leur complexe spermatophore pendant le processus de accouplement. Mais étonnant, seulement 2 pour cent de celui sont réellement sperme.

Le reste du sac complexe de sucrerie des protéines, des hydrates de carbone, des lipides et d'autres composés jouer toutes sortes d'autres rôles importants dans la reproduction -- pas le mineur dont est une manière pour que les mâles empêchent la femelle de joindre encore pendant environ trois à quatre jours, dit Morehouse.

Du revers, il dit que les femelles bénéficient beaucoup davantage de l'accouplement souvent pour un certain nombre de raisons :

Femelles comme une variété dans la génétique de la progéniture qu'ils produisent, car quelques génotypes masculins sont meilleurs que d'autres et ceci l'assurent le succès.

Les femelles implorent les mâles délicieux d'éléments nutritifs de protéine pour passer le long pendant l'accouplement de cela fournissent la réparation de vie-élargissement de cellules -- sorte de comme aller à une station thermale de papillon -- ainsi plus le meilleur.

Ces éléments nutritifs de protéine aident également des femelles à construire des oeufs. Nous estimons qu'une femelle qui joint 2 ou 3 fois peut construire 30-40 pour cent des oeufs qu'elle étend des protéines les transferts masculins pendant la reproduction. Les compagnons tellement masculins financent réellement sa reproduction.

« Pour garder une femelle de réaccouplement, les mâles ont développé une coquille dure autour des éléments nutritifs précieux il est particulièrement souhaitable par des femelles réparer leurs cellules et vivre que plus longtemps, » dit Clark. « Cette coquille dure obtient transférée derrière le bol du sperme et agit en tant que prise copulatory qui empêche la femelle de pouvoir joindre encore à d'autres mâles -- si tout va bien assurant son sperme comme cocktail qui fertilise les oeufs de la femelle quand elle les étend. »

Attente ! Pas aussi rapidement

« J'ai été fasciné pour découvrir que des femelles réellement sont très bien équipées pour digérer rapidement le cadeau nuptial du mâle, » dit Camille Meslin-Auclair, le biologiste post-doctoral qui a exécuté la majeure partie de l'analyse fonctionnant à l'université de Pittsburgh. « Bien plus de fascination sont les outils mécaniques et biochimiques qu'elle possède pour dissoudre cette coquille. »

Dans une torsion évolutionnaire de destin, ces petites femelles intelligentes ont développé une manière extraordinaire de casser exempt du contrôle du mâle.

« Nous avons découvert qu'un dispositif de mastication mécanique étonnant à l'intérieur de l'appareil génital femelle a garni d'un choix spectaculaire de structures comme une dent qui peuvent ronger par la coquille dure en quelques heures, » dit Morehouse. « Sans ce mécanisme nous appelons affectueusement “le dentata de vagin, “il prendrait vraisemblablement une semaine ou plus pour dissoudre la coquille protectrice dure avec juste des ses seules enzymes. »

En regardant la reproduction en tant qu'une source de coopération et conflit entre les sexes, les chercheurs trouvent des indices de cette étude à un niveau comportemental et moléculaire qui peut être un lien important pour résoudre certaines causes inexpliquées de stérilité humaine.

La « reproduction est une interface sociale très intéressante où les mâles et les femelles ont une conversation, » dit Morehouse. « Cette conversation commence souvent par la cour, mais ne s'arrête pas après accouplement se produit.

« Ce devient une négociation entre les molécules des deux sexes pour le but partagé de produire la progéniture. »

Pendant que les chercheurs comprennent des incompatibilités entre les papillons à un niveau moléculaire, ils prévoient de dépister comment ces créatures évoluer et développer de certaines enzymes et protéines pour résoudre ce conflit.

Morehouse et Clark espèrent que les nouveaux résultats ouvrent par la suite certains des mystères de la stérilité humaine qui existent sur une étape semblable entre les fluides séminaux masculins et les enzymes reproductrices femelles.

« Ces papillons blancs de chou sont l'un des papillons les plus communs au monde et très commun à Cincinnati, » dit Morehouse.

« Il y a magique tout autour de nous et la belle chose au sujet de la science est que parfois les indices qui pourraient réellement aider avec des problèmes de santé comme la stérilité humaine peuvent venir d'un papillon dans votre propre arrière-cour. »