Сперматека

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Сперматека тарантула Acanthoscurria geniculata
Phlebotominae (Diptera, Psychodidae
)
Сперматека жука Longitarsus pratensis
Гениталии улитки Achatinelloides balfouri. Сперматека обозначена sp
Остатки сперматеки на сброшенном хитиновом покрове самки паука-птицееда

Сперматека[1] (греч. sperma = семя; theke = футляр)[2], семяприёмник[3], семеприёмник[4], семенной рецептакул — часть женской половой системы животных, в которую попадает и длительное время хранится сперма после копуляции[1][2].

Описание

Сперматека является органом женского полового тракта у многих насекомых, например, муравьёв, пчёл. У самок насекомых сперматека — это эктодермальный орган, отвечающий за приём, сохранение и высвобождение спермы для оплодотворения яиц[2]. Её цель — получать и хранить сперму от самца или, в случае гермафродитов, мужского компонента тела. Сперматека иногда может быть местом оплодотворения, когда ооциты достаточно развиты[5]. Сперматека также встречается у паукообразных, моллюсков, кольчатых червей, нематод и амфибий, но сперматека, обнаруженная у насекомых, является наиболее хорошо изученной и наиболее широко распространённой. Сперматека насекомых имеет эктодермальное происхождение, и её основные функциональные части обычно включают проток, резервуар, мышечный насос и семенную железу. После копуляции сперма мигрирует из проксимальной части (которая может быть влагалищем, сумкой копулятивной, атриумом или половой камерой, в зависимости от насекомого) женского полового тракта через семяпровод и в резервуар. После того, как яйцеклетки высвобождаются из яичника, сперматозоиды возвращаются по этому маршруту, и происходит оплодотворение. Женский половой тракт, включая семяпровод, участвует в созревании или активации спермы. Внутри сперматеки сперматозоиды защищены от механических повреждений, контакта с гемолимфой и, предположительно, от свободных радикалов, таких как активные формы кислорода[2][6].

Некоторые виды животных имеют несколько сперматек. Например, некоторые виды дождевых червей имеют четыре пары сперматек — по одной паре в 6-м, 7-м, 8-м и 9-м сегментах. Сперматеки выстланы эпителием, принимают и хранят сперматозоиды другого дождевого червя во время копуляции[7]. У пауков также бывает несколько сперматек, чаще всего их 2, но у Tetragnatha их 3, у Segestria — 5, Clubiona — 6, а у Atypus — даже 28[4].

У некоторых низших шестиногих, таких как двухвостки и коллемболы, сперма также хранится в сперматеках. Их число варьируется; так, у Campodea sp. (Diplura) имеется одна сперматека, а у Collembola имеется две идентичные сперматеки. Однако у бессяжковых (Protura) сперматека отсутствует вообще[2].

Сперматека была зарегистрирована во всех отрядах насекомых, и у большинства изученных видов насекомых имеется одна сперматека (жесткокрылые, чешуекрылые, перепончатокрылые, прямокрылые); это число, по-видимому, является предковым состоянием, по крайней мере, для крылатых насекомых (Pterygota). Одна сперматека присутствует у подёнок (Ephemeroptera), что подтверждает, что это число является предковым состоянием у Pterygota. Количество сперматек может варьироваться в зависимости от семейства насекомых, и эти вариации, по-видимому, возникают независимо в ходе облучения насекомых. В разных отрядах насекомых, количество сперматек может варьироваться от одной или двух у полужесткокрылые (Hemiptera) до одной или четырёх у кожистокрылых (Dermaptera), до ни одной или одной у стрекоз (Odonata) и пухоеды и вши (Phthiraptera), и от ни одной до четырёх сперматек у двукрылых (Diptera). Необычно, что самки двукрылых насекомых Telmatoscopus albipunctatus (Diptera: Psychodidae) не имеют сперматеки, что требует от самцов введения своей неподвижной спермы глубоко в боковые яйцеводы самки. У некоторых полужесткокрылых настоящие эктодермальные сперматеки были заменены мезодермальными аналогами, такими как те, что обнаружены у Cimicidae или Tingidae[2]. В семействе

апоморфным признаком[9]
.

Нематода Caenorhabditis elegans имеет две сперматеки, по одной на конце каждой гонады[10]. Сперматека C. elegans состоит из 24 гладких мышечных клеток, которые образуют растяжимую трубчатую структуру[11][12][13]. Актиновые нити выстилают сперматику по окружности. Сперматека C. elegans используется в качестве модели для изучения механотрансдукции[14][15].

Пчеловод может исследовать сперматеку мёртвой

Гапло-диплоидная система определения пола позволяет королеве выбирать пол яйца[17]
.

У высокоразвитых в эволюционном плане видов муравьёв сперматеки развиты только у яйцекладущих самок (маток), но у примитивных видов (например, Megaponera analis) сперматеки и яичники сохраняются и у рабочих особей. Хотя они не спариваются и не продуцируют яиц. Сперматеки также имеются у гамэргатов и эргатоидных самок муравьёв[18][19][20].

Время хранения спермы

Время хранения спермы и частота спаривания у насекомых различны, самки разных таксономических групп используют разные стратегии. Например, виды прямокрылых, жуков, чешуекрылых и термитов должны спариваться неоднократно, чтобы пополнить запасы спермы в семяприёмнике. Напротив, у эусоциальных перепончатокрылых самки спариваются только на короткий период в начале взрослой жизни, но могут хранить миллионы сперматозоидов в своих семяприемниках в течение многих лет. Например, у нескольких эусоциальных видов пчёл и муравьёв королевы спариваются с одним или несколькими самцами во время брачного полёта. Затем королевы могут откладывать оплодотворённые яйца в течение многих лет или даже десятилетий, производя сотни тысяч или даже миллионы отдельных особей потомства[2][21].

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 Бей-Биенко Г. Я. Общая энтомология / гл. ред. акад. Е. Н. Павловский, ред. А. А. Штакельберг. — 3-е изд., дополненное. — М.—Л.: Высшая школа, 1980. — С. 103. — 416 с.
  2. ↑
    doi:10.1016/j.zool.2016.12.001
    .
  3. ↑ Иванов А. В., Мончадский А. С., Полянский Ю. И., Стрелков А. А. Большой практикум по зоологии беспозвоночных. Т. 2. Типы Кольчатые черви, Членистоногие. — 3-е издание. — М.: Высшая школа, 1983. — С. 180, 491 (семяприемник, receptaculum seminis). — 409 с.
  4. ↑
    Издательство Ленинградского университета
    , 1965. — С. 156 (семЕприемник; через «Е»). — 304 с.
  5. ↑ Jan A. Pechenick. Biology of the Invertebrates. New York: McGraw Hill, 2005
  6. ↑ David M. Sever, Cynthia K. Tait, Lowell V. Diller, and Laura Burkholder. 2004. Ultrastructure of the Annual Cycle of Female Sperm Storage in Spermathecae of the Torrent Salamander Rhyacotriton variegatus (Amphibia: Rhyacotritonidae). JOURNAL OF MORPHOLOGY 261:1—17
  7. ↑ Jan A. Pechenik. Biology of the Invertebrates. New York: McGraw Hill, 2010, pg. 322
  8. ↑ Marchini, D. (2009). Functional morphology of the female reproductive apparatus of Stephanitis pyrioides (Heteroptera, Tingidae): A novel role for the pseudospermathecae. Journal of Morphology. 271 (4): 473–82. doi:10.1002/jmor.10811. PMID 19941380.
  9. Фауна СССР. Насекомые хоботные. — Л.: Наука
    , 1981. — Т. 13, вып. 2. — С. 68—74. — 327 с. — (Новая серия № 124).
  10. ↑ McCarter, J; Bartlett, B; Dang, T; Schedl, T (1999). On the control of oocyte meiotic maturation and ovulation in Caenorhabditis elegans. Dev. Biol. 205 (1): 111–28. doi:10.1006/dbio.1998.9109. PMID 9882501.
  11. ↑ WormAtlas (Caenorhabditis elegans): Reproductive system the somatic gonad. 4 The Spermatheca (англ.). wormatlas.org. Дата обращения: 20 июня 2025.
  12. ↑ WormAtlas (Caenorhabditis elegans: SomaticFIG 8A&B: Changes in spermathecal lumen shape and size observed between and during fertilizations. (англ.). wormatlas.org. Дата обращения: 20 июня 2025.
  13. ↑ WormAtlas (Caenorhabditis elegans): Reproductive system overview (англ.). wormatlas.org. Дата обращения: 20 июня 2025.
  14. ↑ Kovacevic, Ismar; Cram, Erin J. (15 ноября 2010). FLN-1/Filamin is required for maintenance of actin and exit of fertilized oocytes from the spermatheca in C. elegans. Developmental Biology. 347 (2): 247–257. doi:10.1016/j.ydbio.2010.08.005. PMC 2957521. PMID 20707996.
  15. ↑ Tan, Pei Yi; Zaid el-Bar, Ronen (2015). Transient Membrane Localization of SPV-1 Drives Cyclical Actomyosin Contractions in the C. elegans Spermatheca. Current Biology. 25 (2): 141–151. Bibcode:2015CBio...25..141T. doi:10.1016/j.cub.2014.11.033. ISSN 0960-9822. PMID 25532891.
  16. ↑ Diagnosis of failing queens by inspecting the spermatheca. Дата обращения: 17 мая 2012.
  17. ↑ Koedam, D., et al. «The Behaviour Of Laying Workers And The Morphology And Viability Of Their Eggs In Melipona Bicolor Bicolor.» Physiological Entomology 26.3 (2001): 254—259. Academic Search Premier. Web. 26 Sept. 2015.
  18. ↑ Peeters Christian. The occurrence of sexual reproduction among ant workers (англ.) // Biological J. Linnean Society : Журнал. — 1991. — Vol. 44. — P. 141—152.
  19. doi:10.1007/s00040-005-0856-3
    .
  20. ↑ Monnin Thibaud and Christian Peeters. How many gamergates is an ant queen worth? (англ.) // Naturwissenschaften : Журнал. — 2008. — Vol. 95, no. 2. — P. 109—116.
  21. ↑ Ito F., Ohkawara K., 1994. Spermatheca size differentiation between queens and workers in primitive ants. Naturwissenschaften 81, 138—140.

Литература

  • Gotoh A., Billen J., Tsuji K., Sasaki T., Ito, F., 2012. Histological study of the spermatheca in three thelytokous parthenogenetic ant species, Pristomyrmex punctatus, Pyramica membranifera and Monomorium triviale (Hymenoptera: Formicidae). Acta Zool. 93, 200—207.
  • Lay, M., Zissler, D., Hartmann, R., 1999. Ultrastructural and functional aspects of the spermatheca of the African migratory locust Locusta migratoria migratorioides (Reiche and Fairmaire) (Orthoptera: Acrididae). Int. J. Insect Morphol. Embryol. 28, 349—361.
  • Lawson, F.A., Thomas, J.C., 1970. Ultrastructural comparison of the spermathecae in Periplaneta americana (Blattaria: Blattidae). J. Kans. Entomol. Soc. 43, 418—434.
  • Raina, A., Murphy, C., Florane, C., Williams, K., Park, Y.I., Ingber, B., 2007. Structure of spermatheca, sperm dynamics, and associated bacteria in Formosan subterranean termite (Isoptera: Rhinotermitidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 100, 418—424.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Сперматека&oldid=145746381