Spermien: Länge ist nicht alles

Dienstag, 25. November 2008, 7:48 • Rubrik Biologie, Physik.

Spermien mit einem langen Schwanz schwimmen nicht automatisch schneller als kleinere Pendants. Dieses Fazit ziehen englische und australische Forscher nach einer physikalischen Betrachtung der Frage. Gestützt durch Beobachtungsdaten, widerlegen ihre Resultate eine weit verbreitete Ansicht unter Biologen.

Längere Spermien können zwar mehr Schub erzeugen, haben meist aber auch einen dickeren Kopf. EM-Aufnahme: Eli Arama and Hermann Steller, Rockefeller University, via NIGMS

Auch Vermutungen über den Einfluss der Evolution auf die Spermiengestalt müssten neu überdacht werden, sind Humphries von der Universität Sheffield und seine Kollegen überzeugt. Denn wo sich Weibchen mit mehreren Männchen paarten, erhöhten längere Spermien nicht unbedingt die Fortpflanzungschancen. Letztlich zeige sich, “wie problematisch es ist, die biologische Evolution losgelöst von den physikalischen Rahmenbedingungen zu studieren”, schreiben die Forscher im Fachblatt “BMC Evolutionary Biology”.

Einen Grund für die verbreitete Fehleinschätzung sehen Humphries und Kollegen in der Übertragung alltäglicher Anschauung auf die mikroskopische Ebene. So muss beispielsweise ein menschlicher Schwimmer oder ein Boot vor allem die Trägheit der umgebenden Flüssigkeit überwinden. Pantoffeltierchen und Samenzellen haben dagegen vor allem mit der Zähigkeit des Mediums zu kämpfen. Aus diesem Grund sei auch ein schnittig geformter Spermienkopf nicht unbedingt von Vorteil, so die Forscher.

Um ihre Ansicht zu überprüfen, wertete die Gruppe eine Vielzahl früherer Studien aus. Demnach steigt die Schwimmgeschwindigkeit der Spermien bei einigen Arten durchaus mit der Spermienlänge. Bei anderen Arten sinkt sie dagegen mit der Länge, während bei wieder anderen kein Zusammenhang erkennbar ist. Aussagekräftiger könnte das Längenverhältnis von Spermienkopf und Spermienschwanz sein, vermuten Humphries und Kollegen. In jedem Fall müsse man aber berücksichtigen, dass die Weibchen die Funktion der Samenzellen ebenfalls manipulieren könnten – und das auf durchaus subtile Art und Weise.

Forschung: Stuart Humphries, Department of Animal and Plant Sciences, University of Sheffield; Jonathan P. Evans und Leigh W. Simmons, School of Animal Biology, University of Western Australia, Crawley

Veröffentlichung BMC Evolutionary Biology, 25. November 2008

WWW:
Physical Ecology Group, Stuart Humphries
Centre for Evolutionary Biology, University of Western Australia
Das Spermatozoon
Sperm Competition
Life at Low Reynolds Numbers (PDF)
BMC Evolutionary Biology

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