Sædcellen gjør alt for å komme først

Samarbeid, flere døgn på svøm gjennom et fiendtlig miljø og utsatt for etsende kjemikalier. Det lyder som en oppgave for elitesoldater, men det er faktisk en sædcelles jobbinstruks. De små krigerne har spilt en avgjørende rolle i millioner av års forplantning.

Samarbeid, flere døgn på svøm gjennom et fiendtlig miljø og utsatt for etsende kjemikalier. Det lyder som en oppgave for elitesoldater, men det er faktisk en sædcelles jobbinstruks. De små krigerne har spilt en avgjørende rolle i millioner av års forplantning.

Shutterstock

Da en forskergruppe i 2014 brukte avanserte røntgenmaskiner og undersøkte fossiler av mus- lingkreps fra en hule i Australia, fikk de seg litt av en overraskelse.

De ca. 1 mm lange, rekelignende skalldyrene var så godt bevart at forskerne så hvordan kjernen i dyrets sædceller var bygd opp.

Hos dyr flest finner paringen sted først etter ulike former for beiling. Men hos noen arter kaster ikke hannene bort tid på forspill, de kvitter seg med sædleveransen uansett om hunnene er interessert eller ikke.

© R. Ignell, Swe.Univ. of Agri. Sci. & SPL/Scanpix

Sylskarp penis borer hull i hunnen

Hos veggedyr skjer paringen med en slik brutalitet at det i menneskenes verden ville medført en lengre fengselsstraff. Handlingen kalles traumatisk inseminering og foregår ved at en hann angriper en hunn og punkterer det ytre skallet på et vilkårlig sted med et spydformet paringsorgan.

© POWER AND SYRED/SPL/Scanpix

Paringsorgan med skarpe pigger

Frøbillenes paringsforløp minner om en brutal overfallsvoldtekt. Hannenes paringsorgan er fullt av pigger som er så spisse og skarpe at hunnen får utallige innvendige lesjoner under paringsakten.

© Shutterstock

Sæden bryter ned hunnens hud

Hos medlemmene av Peritopsidae-gruppen legger hannen små pakker med sædceller på ryggen til hunnen. Sædpakkene utløser en reaksjon i hunnens indre som fører til at grupper av noen spesielle celler, såkalte amøbocytter, samler seg under sædpakkene og begynnerå bryte ned hunnens hud ved hjelp av enzymer.

Detaljene var enkle å se fordi muslingkrepsens sædceller er usedvanlig store.

Sædcellene er menneskekroppens minste celler og måler bare noen få mikrometer, men hos dagens arter av muslingkreps kan de være opptil 1 centimeter lange, altså 10 ganger lengre enn dyrets egen kropp, og 200 ganger lengre enn menneskets sædceller.

🏆 Rekordbok for sædceller

Hvor lenge etter paring kan sædceller befrukte et egg?

De australske sædcellene er de eldste som noen gang er funnet, og stammer fra steinlag som er minst 16 millioner år gamle. Fossilene vitner om at sædceller uansett størrelse alltid har spilt en viktig rolle i formeringen hos levende vesener.

Selv planter har sædceller

Hos alle organismer med mer enn ett kjønn – enkelte sopper kan ha helt opptil 36 000 ulike kjønn – er sædceller i bruk. I formeringens tjeneste legger de små kjønnscellene ut på oppdrag som er topp- trente elitesoldater verdig.

© shutterstock

Mestersvømmere og sprengstoffeksperter

De best undersøkte sædcellene kommer fra mennesket og viser hvordan en standard sædcelle er bygd opp. En typisk sædcelle består av tre seksjoner:

Informasjonslageret

Hodet inneholder genetisk informasjon og er omgitt av akrosomet, en hettelignende blære som inneholder enzymer. Når sædcellen får kontakt med en eggcelles solide cellemembran, aktiveres enzymene.

Som langsomtvirkende sprengstoff prikker enzymene hull i cellemembranen slik at hodet kan overføre den genetiske informasjonen.

Energidepotet

Midtpartiet på sædcellen består av en tykk krage fylt med mitokondrier. De leverer energien som sædcellen må bruke for å kunne svømme.

Mitokondriene får selv energi fra et høyt innhold av fruktose (sukkerstoffer) i selve sædvæsken som sædcellene svømmer rundt i.

Motoren

Halen driver sædcellen frem. Den slår ikke fra side til side, men beveger seg som en korketrekker. Teknikken er effektiv, for menneskesæd svømmer 18 cm per time.

Det høres ikke mye ut, men fordi sædcellen er bare 0,005 mm lang, er det en fart som tilsvarer å løpe en maraton på 75 minutter – 45 minutter fortere enn verdensrekorden.

De må svømme enorme avstander i noe som mest av alt ligner tapetlim og i omgivelser som gjør hva de kan for å ta livet av dem.

Og skulle de klare å nå frem til målet, møter de en vegg så tykk at de må bruke kraftige kjemikalier for å bryte igjennom.

Strijobbingen høres uvanlig strevsom og problemfylt ut, men den nådeløse utvelgelsesprosessen sikrer 7 at det er bare de beste og mest hardføre sædcellene som når frem til målet og får lov til å befrukte egget.

Sædceller med ett hode, ett midtparti og én hale er mest utbredt. Men en rekke dyr – og planter – har helt spesielle sædceller.

© Shutterstock

De amerikanske opossumenes sædceller er ganske ulike dem hos andre pattedyr. Først og fremst ligner hodet mest på den ene enden av en sikkerhetsnål, og dessuten har de to haler.

© Shutterstock

Den aller største sædcellevariasjonen finner vi hos plantene. De har ofte ikke bare to, men mange haler kalt flageller, og rare fasonger. Særlig bregnene har mange haler.

© Shutterstock

Kjerringrokkens sædceller ligner på dansere omgitt av et slør i konstant bevegelse. De svømmer ikke fremover som dyrenes sædceller, men beveger seg i bølgende spiraler drevet frem av de mange ”armene”.

© Karen Renzaglia

Sæd hos levermoser har to lange haler og et meget stort kromosomfylt hode. Planters sæd inneholder mer genetisk informasjon enn sæd fra dyr.

© William P. Bond

Rundormens sædceller har ikke haler. I stedet kryper de frem mot målet som amøber ved å sende frem fingerlignende forlengelser og langsomt trekke seg fremover.

Selv om veien er problematisk, er sædcellens oppgave svært enkel. Den skal overføre til en eggcelle 50 prosent av de genetiske opplysningene som må til for å danne et nytt individ.

Overføringen må skje i et fuktig miljø uansett om det foregår fritt i naturen – som når havdyr frigir egg og 19 sædceller i vannet – eller om det er inne i en hunn.

Det er derfor nesten alle sædceller kan svømme.

🏆 Rekordbok for sædceller

Hvor raskt når sædcellerne frem til egget?

Sæd er biologisk billig

Jordens første levende organismer formerte seg trolig ved enkel celledeling, og når sædcellen egentlig ble utviklet, kan ikke forskerne gi noe eksakt svar på.

Men de er sikre på at det skjedde lenge før de 16 millioner år gamle australske musling krepsene levde.

Fordi alt fra øgler til insekter og bløtdyr benytter seg av sædceller, konkluderer forskerne med at sæd må være en ytterst gammel oppfinnelse.

© Shutterstock

Misdannet sæd forbauser forskere

Nakenrottene i Afrika snur opp ned på alt biologene vet om pattedyr.

De lever i samfunn under jorden som mest av alt minner om maurtuer, takler en atmosfære full av karbondioksid og ammoniakkdamp uten å besvime eller få etseskader på huden, har tilsynelatende få alderdomsplager – og selv sæden deres er forunderlig.

Hos andre dyr finnes det alltid et antall sædceller med større eller mindre defekter som gjør at de aldri blir i stand til å befrukte noe egg. Stort sett alle nakenrottens sædceller har feil.

Den store forekomsten av sædceller skyldes trolig at de er små og enkle å produsere i millionantall.

De er med andre ord ”biologisk billige” og står for en enkel metode til å røre om i den genetiske informasjonen slik at artene blir mer varierte og gis bedre muligheter til å utvikle og spre seg.

Med så mange sædceller til rådighet er det ikke til å unngå at enkelte er misdannet eller bare ufruktbare.

Alle organismer har sædceller med flere hoder, manglende haler eller andre handikap som minsker bevegelsesevnen eller evnen til å bryte gjennom eggets cellevegg.

Men så lenge de defektproduserte sædcellene bare utgjør en brøkdel av den totale mengden, går det sjelden ut over organismens forplantningsevne.

🏆 Rekordbog for sædceller

Hvor mange sædceller leverer en hann per gang?

Og det er ikke bare dyr som bruker sædceller i forplantningens tjeneste, også planter som bregner og mose gjør det. Alt som gror og lever og vokser, er avhengig av sæd. Uten sæd, intet liv.