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Biologo Looks alle farfalle da contribuire a risolvere sterilità umana

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Quando gli insetti saltano il fandango leggero i loro preliminari romantici comprendono spesso alcune abbastanza cose pazze come i movimenti ipnotici di ballo ed i colori appariscenti. In alcune specie che si concludono con un complesso eiaculi il pacchetto che fa più della prole.

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Nel caso delle farfalle, il pieris rapae bianco del cavolo in particolare, scienziati ha trovato che la farfalla maschio eiacula -- un pacchetto complesso destinato per consegnare sperma -- inoltre contiene una dose delle sostanze nutrienti d'estensione importanti che le farfalle femminili divorano come la caramella.

Ma ricevere questo pacchetto della qualità viene ad un costo -- dominanza maschio.

Viene coperto in un guscio duro che richiede i tre giorni per digerire, e nel frattempo la femmina non può accoppiarsi ancora, dice l'università di biologo Nathan Morehouse di Cincinnati.

La ricerca interdisciplinare recente principale da Morehouse nel laboratorio di ricerca di Morehouse ed in Nathan Clark, biologo in Clark Research Lab all'università di Pittsburgh ha osservato più vicina le strutture complesse ed i meccanismi all'interno della farfalla maschio eiacula e le risposte adattabili nel tratto riproduttivo della farfalla femminile.

I ricercatori sperano che questi risultati di studio aiutino nella comprensione il ciclo riproduttivo umano complesso e dei problemi occasionale che nascono ad un livello molecolare. Gli autori hanno pubblicato i loro risultati co-evolutivi negli atti del giornale di giugno dell'Accademia nazionale delle scienze.

«Come scienziati, già abbiamo saputo che la farfalla maschio eiacula era strutture che complesse triple chiamiamo gli spermatophores -- composto di busta esterna, di matrice interna dei liquidi e di bolo di sperma,» dice il Morehouse del UC. «Che cosa non abbiamo saputo e non trovato con la nostra ricerca è che queste tre strutture sono distintamente differenti in composizione nella proteina, esclusivamente sono immagazzinate nel tratto riproduttivo maschio e sono trasferite in sequenza al tratto riproduttivo femminile durante l'accoppiamento.»

Perché così processo elaborato per così farfalla minuscola? Controllo sopra la riproduzione femminile, Morehouse dice.

Poiché lo spermatophore occupa gran parte del tratto riproduttivo femminile, non può accoppiarsi ancora fino a andarlo. I maschi lo rendono duro per lei imballando lo spermatophore in un guscio duro. Questo ritardo avvantaggia il maschio assicurando più del suo sperma per fertilizzare le sue uova.

Metodo dietro la sua follia

«In questo insieme delle specie ed in molti insetti, hanno che cosa è chiamato ultima precedenza maschio dello sperma,» dicono Clark. «Quando un altro maschio entra e compagni, il suo sperma sposta lo sperma in primo luogo maschio o li spinge nella parte posteriore.»

Occasionalmente, i diversi liquidi seminali maschii e gli enzimi femminili non funzioneranno insieme efficientemente, creando uno squilibrio che può provocare la fecondazione bassa dell'uovo. I ricercatori dicono che osservando come le farfalle femminili hanno risolto questo ostacolo può aprire la tenda per la correzione degli squilibri simili dell'proteina-enzima nella sterilità umana.

Facendo uso della tecnologia automatizzata alta tecnologia quali spettrometria di massa ed i più vecchi processi biochimici standard, i ricercatori hanno determinato che il trasferimento alato minuscolo degli macho-uomini 13 per cento del loro peso dal corpo intero attraverso il loro complesso spermatophore durante il processo accoppiamento. Ma sorprendente, soltanto 2 per cento di quello sono realmente sperma.

Il resto della borsa complessa della golosità delle proteine, dei carboidrati, dei lipidi e di altri composti svolgere tutte le specie di altri ruoli importanti nella riproduzione -- non il minimo di quale è un modo affinchè i maschi impedisca alla femmina di accoppiarsi ancora per i circa tre - quattro giorni, dice Morehouse.

Dal retro, dice che le femmine avvantaggiano molto di più accoppiandosi spesso per una serie di ragioni:

Femmine come una varietà nella genetica della prole che producono, poichè alcuni genotipi maschii sono migliori di altri e questo la assicurano la maggior parte del risultato di successo.

Le femmine hanno bisogno le sostanze nutrienti che deliziose della proteina i maschi si passano durante l'accoppiamento del quello forniscono la riparazione d'estensione delle cellule -- specie come di andare ad una stazione termale della farfalla -- così più il migliore.

Queste sostanze nutrienti della proteina inoltre aiutano le femmine a costruire le uova. Stimiamo che una femmina che accoppia 2-3 volte possa costruire 30-40 per cento delle uova che pone dalle proteine i trasferimenti maschii durante l'accoppiamento. I compagni così maschii realmente stanno costituendo un fondo per la sua riproduzione.

«Per tenere una femmina dal riaccoppiamento, i maschi hanno sviluppato le coperture esterne dure intorno alle sostanze nutrienti preziose che sono particolarmente desiderabili dalle femmine da riparare le loro cellule e da vivere più lungamente,» dice Clark. «Questi coperture esterne dure ottengono trasferite dietro il bolo di sperma e fungono da spina copulatory che impedisce alla femmina di potere accoppiarsi ancora con altri maschi -- eventualmente assicurando il suo sperma come il cocktail che fertilizza le uova della femmina quando le pone.»

Attesa! Non così velocemente

«Sono stato affascinato per scoprire che le femmine realmente sono fornite molto bene per digerire rapidamente il regalo nuziale dal maschio,» dico Camille Meslin-Auclair, biologo post-dottorato che ha eseguito la maggior parte dell'analisi che lavora all'università di Pittsburgh. «Ancor più affascinare è gli strumenti che meccanici e biochimici possiede per dissolvere questi coperture esterne.»

In una torsione evolutiva del destino, queste piccole femmine abili hanno sviluppato un modo straordinario liberarsi dal controllo del maschio.

«Abbiamo scoperto un dispositivo di masticazione meccanico sorprendente dentro il tratto riproduttivo femminile allineato con una matrice spettacolare delle strutture del tipo di dente che possono rosicchiare attraverso le coperture esterne dure nel giro di poche ore,» diciamo Morehouse. «Senza questo meccanismo chiamiamo affettuoso “il dentata della vagina, “probabilmente prenderebbe una settimana o più per dissolvere le coperture protettive dure con appena i suoi enzimi da solo.»

Esaminando la riproduzione come sia una fonte di cooperazione che conflitto fra i sessi, i ricercatori stanno trovando gli indizi da questo studio ad un livello comportamentistico e molecolare che può essere un collegamento importante per la soluzione di cause non spiegate determinate della sterilità umana.

«La riproduzione è un'interfaccia sociale molto interessante in cui i maschi e le femmine hanno una conversazione,» dice Morehouse. «Quella conversazione comincia spesso con adulazione, ma non si ferma dopo l'accoppiamento accade.

«Si trasforma in in un negoziato fra le molecole di entrambi i sessi per lo scopo comune della produzione della prole.»

Mentre i ricercatori capiscono le incompatibilità fra le farfalle ad un livello molecolare, progettano di seguire come queste creature evolvere e sviluppare i determinati enzimi e proteine per risolvere questo conflitto.

Morehouse e Clark sperano che i nuovi risultati finalmente sblocchino alcuni dei misteri della sterilità umana che esistono su una simile fase fra i liquidi seminali maschii e gli enzimi riproduttivi femminili.

«Queste farfalle bianche del cavolo sono una delle farfalle più comuni nel mondo e molto comune a Cincinnati,» dice Morehouse.

«C'è magico tutt'intorno noi e la cosa adorabile circa scienza è che a volte gli indizi che potrebbero realmente aiutare con i problemi di salute come la sterilità umana possono venire da una farfalla nel vostro proprio cortile.»