Любовна слуз

Наземните охлюви от охлюви са свои собствени Купидони. Много от тях имат „любовни стрели“, с които пробиват партньора си. Оказа се, че целта на тази стрелба е много прозаична: охлювите са склонни да оставят възможно най-много потомци.

Гастроподните белодробни охлюви са хермафродити. Представители на някои видове, чифтосвайки се, убождат помежду си с твърди остри игли, състоящи се от арагонит - кристална форма на калциев карбонат. Тези игли се наричат любовни стрели. Те са разположени в специална мускулна торбичка, която се отваря в гениталната клоака. По време на чифтосването торбичката е обърната навън, а охлювите мушнат стрели един в друг, пробивайки кожата. Това поведение не остава незабелязано, естествениците го обсъждат от средата на 17 век. Те изтъкват доста странни хипотези: например, те предполагат, че убождането с игла от арагонит снабдява реципиентния охлюв с калций, подтиква го да снесе яйца или дава друг сигнал. Наблюденията обаче показват, че стрелките практически не възбуждат охлюви, външният им ефект е твърде незначителен за толкова сложно устройство. Но действието на стрелите може да бъде не само механично, но и химическо, те са покрити с плътен слой слуз, който може да съдържа биологично активни вещества, които попадат в кръвта на мекотелото при инжектиране. Тази хипотеза е тествана от 80-те години на ХХ век.

Репродуктивната система на охлювите има сложна структура, но всички генитални отвори, включително яйцепровода, семепровода, торбичката със стрелки, се отварят в гениталната клоака. По време на чифтосването тя се обръща отвътре навън и прилича на бял израстък от дясната страна на тялото. Любовните стрели са покрити със слуз от пръстните жлези. След като ги блъснаха един в друг, мекотелите едновременно вкарват пенисите в гениталния канал на партньора и обменят сперматофори: "хапчета" със сперма. Спермата има две съдби. Някои от тях напускат сперматофора и се втурват през яйцепровода към сперматеката, където се съхраняват до оплождането. Според изчисленията не повече от 0,1% от сперматозоидите достигат до сперматеката, всичко останало и самият сперматофор чрез специален канал влизат в семенния съд (bursa copulatrix), в който се лизират.

Репродуктивна система на охлюва E. peliomphala. След чифтосването сперматозоидите от гениталната клоака (GA) навлизат във влагалищния тракт или в яйцепровода (OD), и в сперматеката (S), където участват в оплождането, или през канала (BT) в семенния съд (BC), a гаметолитичен орган. Стрелите на любовта се съхраняват в торбичка (DS), а пръстните жлези (MG) произвеждат слуз, за да ги смажат. Дължина на лентата 10 мм. Снимка от [3]

Ефектът на слузта върху репродуктивната система е тестван от специалистите от канадския университет McGill Joris Cohen и Ronald Chase [1]. Изследователите са работили с градинския охлюв Cornu aspersum, известен още като Helix aspersa. Слузта присъства в жлезите на пръстите на охлювите през целия размножителен период. Учените изчисляват, че всяка любовна стрела носи 2,2 mg слуз. Подготвените органи на репродуктивната система се поставят в малка чашка на Петри във физиологичен разтвор и към нея се добавя екстрактът от пръстната жлеза. Оказа се, че екстрактът променя конфигурацията на женската репродуктивна система по такъв начин, че да стане по-удобен за приемане на сперматофора, блокирайки пътя му към семенния съд. След няколко минути израстъкът на репродуктивната система, в която влиза сперматофорът, започва да се свива. Тази перисталтика поддържа сперматофора на място и дава на сперматозоидите повече време да достигнат спермата, преди да се възстанови първоначалната конфигурация, каналът в бурпусната копулатриса се отвори и излишният сперматозоид се унищожи. Няма промяна в контролните препарати, към които изследователите са добавили физиологичен разтвор.

Преди охлювът да снася яйца, той се чифтосва няколко пъти с различни партньори. Следователно е от полза за донора на сперма да увеличи безопасността на своите гамети, за да осигури тяхното участие в оплождането. Слузта, която покрива любовната стрела, улеснява тази задача.

Електронни микрофотографии на любовна стрела: страничен изглед и напречно сечение. Дължината на лентите е 1 mm (A) и 0,1 mm (b). Снимка от [3]

Впоследствие други изследователи многократно са доказали, че използването на любовни стрели или просто инжектиране на слуз насърчава запазването на спермата и следователно увеличава шансовете на донора за бащинство. А експерти от японския университет в Тахоку (Тохоку университет) са показали, че действието на тинята на любовните стрели не се ограничава само до това. Работейки с охлюва Euhadra quaesita от семейство Bradybaenidae, те открили, че мекотелите, получили инжекции от слуз, по-късно се чифтосват отново от контролните охлюви [2].
Използването на стрели е необходим елемент от сексуалното поведение, но девствената Е. quaesita не убожда партньора си. Чрез кръстосване на охлюви с опитни и девствени партньори, изследователите наблюдават дали използването на любовни стрели влияе върху интервала между последващите чифтосвания. В допълнение, анестезираните охлюви се инжектират с екстракт от дигитална жлеза или физиологичен разтвор в областта до гениталната клоака, тоест там, където самите охлюви обикновено залепват стрелки. Оказа се, че след изстрел със стрела или инжектиране на слуз, охлювите се въздържат от последващо чифтосване за около три пъти повече от контролните мекотели. Освен това този ефект се причинява не от самата инжекция, а от слуз, тъй като инжекциите с физиологичен разтвор не влияят върху честотата на чифтосване. Механизмът на това явление остава да бъде проучен.

Въпреки че любовните стрели се срещат в поне девет семейства белодробни охлюви, повечето изследвания са правени върху мекотели от семейство Helicidae, главно C. aspersum. Освен това се оказа, че в един от охлювите от това семейство, Arianta arbustorum, слузта не влияе на безопасността на сперматозоидите.

След чифтосването сперматозоидите трябва да стигнат до същото място, където багрилото прониква в експеримента. При охлюви, които не са набодени със слуз, гаметолитичният семен съд (BC) се оцветява; при мекотели, получаващи инжекция от слуз, яйцепровода (OD). Снимка от [3]

За да определят колко универсално е действието на тиня за сухоземните охлюви, носещи стрели, японски учени обединиха усилията си с Йорис Коен, който дотогава се беше преместил в Университета на Vrije Амстердам. Този път те избраха за изследване ендемичния японски сухоземен охлюв Euhadra peliomphala от семейство Bradybaenidae [3]. Охлювите, анестезирани с инжекции с магнезиев хлорид, се вкарват в гениталната клоака с пластмасови тръби с диаметър 0,5 mm. Суспензия на хомогенизираната дигитална жлеза на друг възрастен охлюв в солен разтвор се инжектира в тялото на охлюва около гениталния отвор. След това през поставената епруветка в репродуктивната система се инжектира солен разтвор, оцветен с алкиан синьо. Минута по-късно охлювите бяха дисектирани и се наблюдаваше разпределението на багрилото в репродуктивната система. Там, където в експеримента имаше боя, в реалния живот трябва да има сперма. Във всичките 15 охлюви, инжектирани със слуз, багрилото оцветява яйцепровода. В 11 от 15 контролни мекотели боята попада в семенната яма, където се случва разрушаването на гамети, а в останалите четири попада в семенната яма и яйцепровода. Очевидно слузът променя формата на каналите на женската репродуктивна система на охлюва. Това означава, че при E. peliomphala, както и при C. aspersum, той осигурява навлизането на семето в яйцепровода и не го пропуска в гаметолитичния орган. Концентрацията на слуз, необходима за това, е приблизително еднаква и за двата вида и възлиза на 1,0-1,75 mg/ml кръв.

Очевидно появата на агенти, които предпазват сперматозоидите от храносмилането, е изиграла важна роля в еволюцията на белодробните сухоземни охлюви. Възможно е стрелите и слузът да са се появявали няколко пъти в хода на еволюцията. Учените са стигнали до това мнение, тъй като C. aspersum и E. peliomphala имат различни стратегии за „насочване“. Градински охлюв убожда партньор веднъж, а японски охлюв го прави няколко пъти и обработката продължава около 10 мин. Освен това Е. peliomphala използва стрелки дори по време на копулация, а не непосредствено преди него.

Изследователите пишат, че тъй като много хермафродити притежават гаметолитичен орган, намаляването на неговата наличност може да бъде обща стратегия за запазване на сперматозоидите. Това предположение предстои да бъде проверено. И сега поне знаем какво е любовна стрела. Само спринцовка!