精子異形性

精子異形性は、 1 匹の雄が同時に 2 種類以上の識別可能な精子を生成することです。精子の種類は、大きさ、形、および/または染色体の相補性が異なる場合があります。精子異形性は、精子多形性または精子二形性 (2 種類の精子を持つ種の場合) とも呼ばれます。通常、卵子を受精できるのは 1 種類の精子だけです。受精可能な種類は「真精子」または「真精子」、不妊の種類は「副精子」または「無精子」と呼ばれています。

精子の多型性に関する解釈の 1 つに「カミカゼ精子」仮説 (Baker and Bellis, 1988) があるが、これは人間においては広く否定されている。カミカゼ精子仮説は、精子の多型性は精子が異なる機能グループに細分化されることによるものだとしている。精子には、卵子を他の雄の精子による受精から守るものと、卵子を受精させるものがある。しかし、人間の精子の多型性がライバルの精子に対抗するためであるという証拠はない。^[1]

精子の異形性は、いくつかの異なる動物グループで知られています。

• 鱗翅目（蝶や蛾など）：知られているほぼすべての種は、2 種類の精子を生成します。受精するタイプは尾が長く、核を含みます。もう 1 つのタイプは短く、核を欠いているため、遺伝情報をまったく含みません。
• ショウジョウバエ（ショウジョウバエ）：ショウジョウバエ属のD. obscuraグループの種は、精子が異形です。チョウ目昆虫と同様に、長くて生殖可能なタイプと短くて不妊のタイプがあります。ただし、不妊のタイプは、正常な半数体染色体を持つ核を持っています。短い精子が不妊である理由はわかっていませんが、不妊タイプの頭部がわずかに広いため、卵の卵門に入ることができないのではないかと考えられています。
• Diopsidae（柄のある目を持つハエ）：いくつかの種には、長くて繁殖可能なタイプと、短くて不妊のタイプがあります。
• オサムシ科（地上性甲虫）：一部の種は、最大 100 セットの染色体を含む、大型で不妊の精子を生成します。

• 前鰓類 腹足類（カタツムリ）の中には、2 種類または 3 種類の精子を生成するものがあります。不妊の種類は、受精精子が輸送のために付着する大型の「キャリア」タイプ、または「ランセット」タイプである可能性があります。ランセット精子には、多数のリソソームが含まれることがあります。

• カジカの中には異形の精子を持つものもいる。カジカの射精液には受精可能な精子だけでなく、円盤状の無精子も含まれているようだ。

受精しない形態には機能がなく、単に発生上のエラーです。不妊精子の生成は高度に制御されている可能性があり、一部のチョウ目およびショウジョウバエでは不妊精子が全精子の 90% 以上を占めることがあるため、多くの精子異形種ではこのようなことは起こりにくいと考えられます。

非受精形態は、オスがメス、メスの卵子、または受精精子に栄養を与える手段です。

非受精精子は受精精子の性的輸送や受精能獲得（受精能力の獲得）を補助することで受精精子を助けます。これはカイコで実証されています。^[2]

カイコの場合、受精できない精子がいないと受精できる精子は受精できないという確かな証拠がある。研究者らは受精できる精子、受精できない精子、あるいはその両方の混合物を人工授精した。子孫が生まれたのは最後のグループだけだった。

受精できない精子は、精子競争が起こったときに、それを生み出す雄の受精成功率を高めます。これは攻撃的なもの（例えば、ライバルの受精精子を追い出したり、殺したりする）または防御的なもの（例えば、雌の管の一部を塞いだり、敵対的な受精前の環境を作り出す）である可能性があります。

受精できない精子はメスの再交尾を遅らせたり妨げたりすることで、受精できない精子を産んだオスがメスの子孫の父権をより多く獲得できるようにする（オスは精子の競争を避けるため）。例えば、精子が精子貯蔵器官を満たすことでメスは精子を得るために再交尾する必要がないと「認識」する。あるいは、精子がセックスペプチドに似た化学物質を移すこともある。セックスペプチドはキイロショウジョウバエの精子に含まれ、メスが交尾を受け入れにくくする（つまり、抗媚薬となる）。^[3]

この理論を裏付ける相関関係の証拠は、モンシロチョウ（Pieris napi）に見られる。2 回目の交尾を受け入れたメスは、受け入れなかったメスよりも、貯蔵されている非受精精子の種類が少なかった。したがって、不妊精子がメスの再交尾を遅らせる原因となっている可能性がある。

この理論はショウジョウバエのDrosophila pseudoobscuraでもテストされましたが、結果は「安価なフィラー」はその種では重要ではないことを示唆しました。^[4]

• Till-Bottraud, I., D. Joly, D. Lachaise および RR Snook. 2005. 花粉と精子の異形性: 界間の収束? Journal of Evolutionary Biology 18(1): 1-18.