Jak se šneci páří?

Suchozemští plži jsou svými vlastními Amory. Mnoho z nich má „šípky lásky“, kterými probodávají partnera, který se jim líbí. Účel tohoto natáčení, jak se ukázalo, je velmi prozaický: šneci se snaží zanechat co nejvíce potomků.

Plžci z plicních plžů jsou hermafroditi. Zástupci některých druhů se při páření navzájem píchají tvrdými ostrými jehlicemi tvořenými aragonitem, krystalickou formou uhličitanu vápenatého. Tyto jehly se nazývají šípy lásky. Jsou umístěny ve speciálním svalovém vaku, který ústí do genitální kloaky. Během páření se vak otočí směrem ven a šneci se navzájem šťouchají šípy a propíchnou kůži. Toto chování nezůstalo bez povšimnutí, přírodovědci o něm diskutovali již od poloviny 80. století. Předkládali poněkud podivné hypotézy: například předpokládali, že injekce aragonitovou jehlou zásobuje přijímajícího hlemýždě vápník, povzbuzuje ho ke kladení vajíček nebo dává jiný signál. Pozorování však ukazují, že šípy slimáky prakticky nevzrušují, jejich vnější účinek je pro tak složité zařízení příliš nevýznamný. Účinek šípů však může být nejen mechanický, ale také chemický, jsou pokryty hustou vrstvou hlenu, která může obsahovat biologicky aktivní látky, které při injekci vstupují do krve měkkýšů. Tato hypotéza byla testována od XNUMX. let dvacátého století.

Reprodukční systém plžů má složitou stavbu, ale všechny genitální otvory včetně vejcovodu, chámovodu a váčku se šipkami ústí do genitální kloaky. Během páření se ukáže a vypadá jako bílý výrůstek na pravé straně těla. Milostné šípy jsou pokryty hlenem, který produkují žlázy ve tvaru prstů. Měkkýši do sebe šťouchají a současně vkládají své penisy do partnerova genitálního kanálu a vyměňují si spermatofory: „pilulky“ se spermiemi. Spermie mají dva osudy. Některé z nich opouštějí spermatofor a spěchají vejcovodem do spermatéky, kde jsou uloženy až do oplodnění. Podle výpočtů se do spermatéky nedostane více než 0,1 % spermií, zbytek a samotný spermatofor se do spermatéky (bursa copulatrix) dostávají speciálním kanálkem, ve kterém jsou lyžovány.

Vliv hlenu na reprodukční systém testovali specialisté z kanadské McGill University Joris Koene a Ronald Chase [1]. Výzkumníci pracovali se zahradním šnekem cornu aspersum, je to stejné Helix ASPERSA. Hlen je přítomen v prstovitých žlázách hlemýždě po celou dobu rozmnožování. Vědci vypočítali, že každý šíp lásky nese 2,2 mg hlenu. Vypreparované orgány reprodukčního systému byly umístěny do malé Petriho misky ve fyziologickém roztoku a byl tam přidán extrakt z prstové žlázy. Ukázalo se, že extrakt mění konfiguraci ženského reprodukčního systému takovým způsobem, že se stává pohodlnějším pro příjem spermatoforu a blokuje jeho cestu do semenné schránky. Po několika minutách se růst reprodukčního systému, do kterého vstupuje spermatofor, začíná zmenšovat. Tato peristaltika drží spermatofor na místě a dává spermiím více času na to, aby dosáhly spermatéky, než se obnoví původní konfigurace, otevře se kanálek ​​do kopulatrix bursy a přebytečné spermie se zničí. U kontrolních přípravků, do kterých vědci přidali fyziologický roztok, žádné změny nenastaly.

Než šnek naklade vajíčka, páří se několikrát s různými partnery. Proto je pro dárce spermatu výhodné zvýšit bezpečnost svých gamet a zajistit jejich účast na oplodnění. Hlen pokrývající šíp lásky usnadňuje tento úkol.

Následně jiní vědci opakovaně prokázali, že používání šípů lásky nebo prosté vstřikování hlenu pomáhá zachovat spermie, a proto zvyšuje šance dárce na otcovství. A specialisté z japonské univerzity Tohoku prokázali, že účinek hlenu šípů lásky se neomezuje jen na toto. Práce se šnekem Euhadra quaesita z čeledi Bradybaenidae zjistili, že škeble injikované hlenem přistoupily k dalšímu páření později než kontrolní hlemýždi [2].
Používání šípů je povinným prvkem sexuálního chování, ale panny E. quaesita nebodej svého partnera. Křížením šneků se zkušenými a panenskými partnery vědci sledovali, zda použití šípů lásky ovlivnilo interval mezi následnými pářeními. Kromě toho dostali anestetizovaní hlemýždi injekce extraktu z prstové žlázy nebo fyziologického roztoku do oblasti blízko genitální kloaky, kam si sami hlemýždi obvykle zavádějí šipky. Ukázalo se, že po píchnutí šípem nebo injekci hlenu se plži zdržují následného páření asi třikrát déle než kontrolní měkkýši. Navíc tento účinek není způsoben injekcí samotnou, ale hlenem, protože injekce fyziologickým roztokem neovlivňují frekvenci páření. Mechanismus tohoto jevu zbývá prostudovat.

Ačkoli zástupci nejméně devíti čeledí plicních plžů vlastní šípy lásky, většina studií byla provedena na měkkýších z čeledi Helicidae, zejména na C. aspersum. Navíc se ukázalo, že jeden z hlemýžďů této rodiny, Arianta arbustorumhlen neovlivňuje bezpečnost spermií.

Aby japonští vědci určili, jak univerzální je působení hlenu na suchozemské šneky, spojili své síly s Jorisem Cohenem, který se v té době přestěhoval na Vrije Universiteit Amsterdam. Tentokrát si pro výzkum vybrali endemického japonského suchozemského plže. Euhadra peliomphala z čeledi Bradybaenidae [3]. Šnekům anestetizovaným injekcemi chloridu hořečnatého byly do genitální kloaky aplikovány plastové trubičky o průměru 0,5 mm. Suspenze homogenizované prstovité žlázy jiného dospělého hlemýždě v solném roztoku byla injikována do těla hlemýždě kolem genitálního otvoru. Poté byl zavedenou hadičkou do reprodukčního systému vstříknut solný roztok obarvený alciánovou modří. O minutu později byli šneci vypreparováni a pozorována distribuce barviva v reprodukčním systému. Tam, kde byla v experimentu barva, by měla být spermie v reálném životě. U všech 15 hlemýžďů, kteří dostali injekce hlenu, barvivo zabarvilo vejcovod. U 11 z 15 kontrolních měkkýšů se barva dostala do semenné schránky, kde jsou zničeny gamety, a u zbývajících čtyř jak do semenné schránky, tak do vejcovodu. Zdá se, že hlen mění tvar kanálků ženského reprodukčního systému hlemýždě. To znamená, že vy E. peliomphalajako v C. aspersumzajišťuje, aby se semeno dostalo do vejcovodu a nedovolilo mu vstoupit do gametolytického orgánu. Potřebná koncentrace hlenu je pro oba druhy přibližně stejná a činí 1,0-1,75 mg/ml krve.

Je zřejmé, že vznik prostředků, které chrání spermie před trávením, hrál důležitou roli v evoluci plicních suchozemských plžů. Je možné, že šípy a sliz vznikly během evoluce několikrát. Vědci dospěli k tomuto závěru, protože C.aspersum и E. peliomphala jinou strategii „palby“. Hlemýžď ​​zahradní bodne svého partnera jednou, zatímco japonský šnek to udělá několikrát a ošetření trvá asi 10 minut. E. peliomphala používá šipky i během kopulace, a ne těsně před ní.

Vědci píší, že jelikož mnoho hermafroditů vlastní gametolytický orgán, snížení jeho dostupnosti může být běžnou strategií v boji o zachování spermií. Tento předpoklad zbývá otestovat. A teď alespoň víme, co je to šíp lásky. Jen stříkačka!

1. Koene, J. M., Chase, R. (1998) “Změny v reprodukčním systému hlemýždě Helix aspersa způsobené hlenem z milostné šipky”, The Journal of Experimental Biology 201, 2313-2319
2. Kimura, K., Shibuya, K. a Chiba, S. (2013) „Hlen lásky suchozemského hlemýždě potlačuje následné páření u jedinců se šípy.“ Animal Behavior, 85, 631-635, doi:10.1016/j.anbehav.2012.12.026.
3. Kimura, K., Chiba, S., Koene, J. M. (2014) „Společný účinek hlenu přeneseného během páření u dvou druhů šneků z různých čeledí“, The Journal of Experimental Biology 217, 1150-1153, doi: 10.1242/jeb.095935