10 konstiga experiment med djursperma

Spermier är konstiga och forskare har gjort konstiga saker med dem. Några av deras prestationer verkar vara biologiskt omöjliga. Här är 10 sådana experiment.

10 kycklingar som ejaculerar fasansperma

En man kan aldrig vara säker på att han är fadern till sina barn. (Även DNA-test misslyckas ibland.) Det finns emellertid en sak att han alltid har känt att han kunde räkna med. Säkert hans egen sperma, ejaculerad från sin egen penis, måste vara genetiskt hans, eller hur? Vetenskapen har dock tagit bort även den lilla tröst. I labbet är det nu möjligt att skapa det som kallas en "germ-line chimera". Ett sådant djur har två typer av celler, var och en med sitt eget DNA. Den första typen av cell utgör det mesta av djurets kropp. Den andra typen av cell, som ligger i testiklarna, bildar spermierna.

Det här är ganska lätt att göra i fåglar. Först, ta spermierande celler från ett embryo. Därefter injicera dem i blodet av ett andra embryo. När det andra embryot växer kommer de donerade cellerna att hitta sig in i de utvecklande testiklarna. Senare, när fågeln är mogen, kommer den att ejakulera spermier från det första embryot.

Detta tillvägagångssätt möjliggör alla typer av konstiga experiment. I en transplanterade forskare fasanceller i kyckling testiklar. När dessa kycklingar hade sex med kvinnliga fasaner, var några av deras avkommor helt normala fasaner. Med andra ord var de genetiskt orelaterade med kycklingen som ejaculerat spermierna. Forskare har också transplanterat kycklingsperma i ankor via samma metod. När de har transplantat äggsperma i fasaner, kommer allt att ha kommit i full cirkel, eller kanske full triangel.

9 Samla sperma från döda känguruer

I naturen ejar manliga djur vanligtvis djur i kvinnliga djur. I labbet kan de ibland vara övertygade om att göra det på andra ställen. En övertygande teknik kallas elektroekjaculation. I den appliceras en elektrisk ström genom djurets ändtarmen. Chocken gör att djuret släpper sperma. År 1965 försökte forskare det på vilda känguruer. Först sköt de djuren. Därefter fanns fyra steg: Lägg det döda djuret på sidan, förläng det med penis för hand, sätt in en sond i sin anus, 23 cm djupt och ... zap.

Med de flesta arter behöver du inte döda djuret först. 1975 försökte forskare det att leva känguruer. Detta gick väldigt illa. För det första var sessionerna traumatiska för djuren. För det andra fick de knappast någon sperma. Om forskarna bedövade känguruerna var resultaten bättre. Ändå fungerade det inte lika bra som att bara döda dem. Otroligt nog, döda känguruer ger mest sperma.

En annan besvikelse var att under alla förhållanden var semestern inte så bra. Det innehöll inte många spermier, bara seminal plasma, vilket är den klibbiga vätskan som omger spermier. Genom att studera plasman bekräftade forskarna emellertid ett intressant faktum: Kangarosädens sockerprofil är annorlunda än för mer avlägset besläktade däggdjur. För att uttrycka det på ett annat sätt smakar Kangaroo semen sannolikt annorlunda än mänsklig sperma, men ingen (vi kan bara hoppas) har någonsin verifierat det direkt.

Det var en lycklig avslutning på allt detta känguruzapping. 1997 lyckades forskarna äntligen få bra mängder spermier av elektroejikulära känguruer som bara hade bedövats. Det var en win-win-massor av känguru spermier och inga döda känguruer.

8 getsperma i ett hamsterägg (via grisben)

Get-hamsterhybrider är svåra att göra. Även det första steget är en kamp. Om du blandar ihop getter och hamsterägg, händer inte mycket. Även avlägsnande av äggets yttre lager hjälper inte riktigt. Gåsäven har fortfarande svårt att komma in. År 1980 hittade forskare en lösning. Det som verkligen hjälper, är att först inkubera get spermier inuti en gris livmoder.

Det finns ett förfarande för detta: Först hjälpa geten att ejakulera till en artificiell vagina. Samla sin sema. Sedan hitta en död gris och skära ut en bit av livmodern. Lägg sperma inuti livmodervävnaden och täta båda ändarna. Fördjupa hela saken i en saltlösning i några timmar och spola sedan spermierna ut igen. Därefter primeras getter, redo att befrukta hamsterägg och göra get-hamsterembryon.

Det finns inte mycket annat att säga. När de tänkas kommer de små hybridembryonerna inte att göra det väldigt långt. (Även get-får hybrider, vars föräldrar är mycket närmare relaterade, gör det ofta inte bra.) Men det är ett annat problem för ett annat experiment.

7 Worm Sperm Without DNA

Sperm existerar för att transportera DNA. De börjar i testiklarna, och om de har tur, levererar de hanens DNA till kvinnans ägg. Det är allt. Det är konstigt att till och med tänka på spermier utan DNA, eftersom en sådan sak skulle tycka meningslöst. Forskare har dock skapat just detta, med hjälp av Caenorhabditis elegansen rundorm. År 2000 hittade de två mutanter som kunde luras på att göra DNA-mindre spermier, bara genom att höja temperaturen.

Överraskande saknade bristen på DNA knappast, åtminstone i början. DNA-mindre spermier gjorde alla de normala sakerna som icke-mutant C. elegans spermier gör. De krypade in i ett spermieringsorgan som kallades spermatheca. De sökte ut ägg och befruktade dem. Inuti varje ägg började ett litet embryo växa. Den enda sak som DNA-mindre spermier inte kan göra är givetvis DNA. Så småningom blev det kritiskt. Med bara ett halvt genom stoppade embryot att växa medan det fortfarande var en boll av celler.

6 Transplantation av Ocelot Sperm till en vanlig katt

Den vanliga katten är stor för att göra barn.De är så snygga att befolkningen är out of control och vi steriliserar dem av miljontals. Kattens vilda kusiner har motsatt problem. Många arter, inklusive ocelot, riskerar att gå utdöd. I denna skillnad har vissa forskare sett ett tillfälle, nämligen kapning kattens reproduktion. Efter en operation skulle katten gå om sin verksamhet - ha sex, bli gravid och så vidare. Men samtidigt skulle det vara värd för material från sina vilda kusiner.

För att göra detta har forskare tagit flera tillvägagångssätt. I en har de implanterat embryon från vilda arter till en kattens livmoder. I en annan har de implanterat spermierande celler från vilda arter till en katts testiklar. I ett sådant experiment kom dessa spermierande celler från ocelots. För att starta experimentet sprängde forskarna kattens testiklar med röntgenstrålar och torkade ut kattens egen sperma. Sedan skar de upp kattens skrotum, injicerade ocelots celler i sina testiklar och lappade den upp igen. Slutligen, efter flera veckor, blev några av dessa ocelotceller mogna spermier.

5 apa celler fångar ett virus från kaninsperma

Sperm gillar att smälta med andra celler. I ett bästa fall är den andra cellen ett ägg, men sperm håller inte alltid ut för det. Ibland gör någon gammal cell.

Sådana fusioner kan faktiskt hända mycket. Efter könsbestämning, när en mans sperma stöter runt i sin partners kropp, kan några få lite förvirrad. Så, de kommer bara att koppla ihop med något slumpmässigt och lämna sina DNA inuti. Därefter kan de nya cellerna bara sitta där, kanske för alltid, en permanent del av partnerens hals, lever eller vad som helst annat. Kuslig. Det gör kondomer ljud mycket bättre, eller hur?

Om du ger spermier en liten kemisk nudge blir de ännu mindre kräsen. I ett försök lyckades forskare till exempel få kaninspermier att smälta med njurceller från en afrikansk grön apa. Vanligtvis har apa njurar inget att frukta från kaninsparter. Apor och kaniner delade vägar för länge sedan, och de delar inte många sjukdomar. Även om en kanin på ett eller annat sätt ejaculerade direkt på en apa njur, skulle apan förmodligen inte fånga någonting.

I detta experiment var det dock en extra bit av konstighet. Före fusionen fästade forskarna en apa-virus, SV40, till kaninsparmen. Under experimentet fångade många av njurcellerna viruset och blev sjuk. Så konstigt som det kan tyckas kan det finnas en folkhälsosektion i allt detta: Lita aldrig på kaninspar som har hanterats av en forskare.

4 Är musfårkönssäker?

Det finns många faktorer som kan hindra en mus från att ha sex med ett får. Man kan vara en rädsla för scrapie. Scrapie är en otäck sjukdom som förekommer hos vissa får. Det kan orsaka en förlust av samordning, följt av döden. I många fall överförs scrapie från moder till nyfödd. Vad som är mindre är tydligt är huruvida scrapie också kan gå igenom könet. För att ta reda på, samlade forskare semen från scrapieinfekterade män.

Du kanske tror-naivt-att nästa steg skulle ha involverat ett kvinnligt får, men du skulle ha fel. Istället bestämde forskarna att man skulle använda en speciell musstamma. Dessa möss hade konstruerats för att innehålla ett fårprotein vilket skulle göra dem mottagliga för scrapie. Eftersom scrapie påverkar hjärnan injicerade forskarna det direkt i musens hjärnor. Tanken var att om hjärnan inte skadades genom direkt exponering för sperma skulle det säkert inte skadas genom indirekt exponering genom kön.

Till slut fick inte mössen scrapie, det var verkligen en stor lättnad för vilken mus som helst som överväger sex med ett får. Några år senare gjorde forskare ganska mycket samma experiment. Den här gången använde de sig en annan skrapie, och resultaten var olika. Efter injektion av sperma infekterades några av mössen. Mer forskning kan behövas.

3 Grodor och paddor är mer än vänner

"Sanna grodor" tillhör familjen Ranidae, och "sanna paddor" tillhör familjen Bufonidae. Det är ganska klart, eller hur? Naturligtvis uppmärksammar djuren sig inte alltid på dessa kategorier, särskilt när de känner sig amorösa. I flera rapporter, grodor från släktet rana har observerats parning med paddar från släktet Bufo. Det handlar fortfarande om så långt det går. Bortsett från några omtvistade rapporter verkar de två amfibierna inte kunna göra barn tillsammans. Till att börja med, rana spermier kan inte tränga in Bufo ägg.

I laboratoriet kan forskare emellertid få rana och Bufo att vara lite mer intim, åtminstone på molekylär nivå. År 1976 kom de förbi penetrationsbarriären genom att injicera de DNA-innehållande sektionerna av rana spermier, kallad kärnor, in i Bufo ägg. En gång inuti Bufo ägg, den rana Sperma kärnor gick till handling, gör vad de normalt skulle göra inne i ett ägg. Äggen svällde, kopierade sitt DNA och delades. I slutet är det dock ingen mogen Rana-Bufo hybrid resulterade.

2 Zebrafish som producerar guldfisksperma

I däggdjur är avkommans kön en fråga som kromosomer är ärvda. "XX" är lika med kvinnlig, och "XY" är lika med manlig. I vissa reptiler handlar det om temperatur. I sebrafisk är det väldigt komplicerat. Det handlar förmodligen om en massa gener, men miljön är också viktig. Ingen förstår det helt.

Vi vet att primordiala bakterieceller (PGC) är involverade. PGC är en speciell uppsättning celler som finns i embryot, som fortsätter att utvecklas till ägg eller spermier.I labbet kan du bli av med alla PGC: er, antingen genom att döda dem eller genom att blockera en gen som behövs för att göra dem. Här är den konstiga delen: Om du eliminerar PGC i ett zebrafiskembryo, kommer det att utvecklas till en steril man som inte producerar någon sperma.

Att bli av med PGC har också en annan konstig effekt: Det blir sebrafisken i en slags blank skiffer, som kan skrivas över genom att transplantera PGC från andra fiskar. I de mest intressanta experimenten är fisken som donerar cellerna helt annorlunda än zebrafisken som tar emot dem. I ett experiment tog vetenskapsmännen dessa blusfiskar och introducerade en enda PGC från en guldfisk. Efter dessa transplantationer utvecklade zebrafiskens två testiklar mycket olika. Testikeln utan PGC var tunn och onaturlig utseende. Testikeln med PGC såg i jämförelse normalt. Insidan var det dock med guldfisksperma.

Normalt kan zebrafisksperma inte göra mycket med guldfiskägg. De kan befrukta dem, men de resulterande embryon kommer aldrig att kläcka. Zebrafiskens guldfisksperma hade inte detta problem. De fostrade perfekt guldfisk, som utvecklades normalt.

1 kvinnlig sperma

Roosters gör spermier. Hens gör det inte. Det är så som det normalt fungerar. I labbet kan dock denna konvention uppåtvändas. Med några molekylära tricks kan du göra spermier som startade från fåglar som är genetiskt kvinnliga.

Det finns två sätt att göra det. Först kan du övertyga ett kvinnligt embryo att det är manligt. En liten kemisk övertalning, som syftar till att störa könshormonerna, kan göra jobbet. När djuret växer upp, kommer det att ha funktionella testiklar som gör funktionell sperma. I ett andra tillvägagångssätt kan du ta tidiga bakterieceller från ett kvinnligt embryo och överföra dem till en manlig. Inuti hanens testiklar kommer dessa kvinnliga celler att utvecklas till spermier, inte ägg.

Hos fåglar kan kvinnlig sperma vara en speciell konstig sak. Det här kommer ner till det sätt som sexkromosomer fungerar. Manliga däggdjur har en Y-kromosom, och kvinnor gör det inte. I fåglar är situationen omvänd. Den speciella kromosomen, W-kromosomen, är specifik för kvinnor. Den kvinnliga genotypen är "WZ" och manlig genotyp är "ZZ." Under normala förhållanden skulle WZ sperma aldrig hända.

Även i laboratorieinställningar sitter många WZ-celler fast vid ett sena utvecklingsstadium, och blir aldrig helt mogna. En liten andel WZ-celler blir dock spermier, och de lyckliga få verkar fungera bra. Detta har verifierats av några ganska bisarre tester med ägg av andra arter. Om de injiceras i vaktelägg, eller till och med i musägg, utlöser WZ-celler början på ett embryo, precis som vanlig ZZ-spermie.

Det har föreslagits att kvinnlig sperma kan vara början på en ny värld där manar inte längre behövs. Det här kan vi säkert säga: Dessa experiment har tagit kvinnliga kycklingar närmast som de någonsin har kommit för att kunna impregnera kvinnliga möss, för vad som är värt.