10 rare eksperimenter med dyresperm

Sperm er rar, og forskere har gjort rare ting med dem. Noen av deres resultater virker å være biologisk umulige. Her er 10 slike eksperimenter.

10 kyllinger som ejakulerer fasan sperma

En mann kan aldri være sikker på at han er far til sine barn. (Selv DNA-tester svikter noen ganger.) Det er imidlertid en ting at han alltid har følt at han kunne stole på. Sikkert sin egen sæd, ejakulert fra sin egen penis, må være genetisk hans, ikke sant? Vitenskapen har imidlertid tatt bort selv den lille trøst. I laboratoriet er det nå mulig å lage det som kalles en "germ-line chimera". Et slikt dyr har to typer celler, hver med sitt eget DNA. Den første typen celle danner det meste av dyrets kropp. Den andre typen celle, som ligger i testiklene, danner sædemassen.

Dette er ganske enkelt å gjøre hos fugler. Først tar du sæddannende celler fra ett embryo. Deretter injiserer dem i blodet av et andre embryo. Når det andre embryoen vokser, vil de donerte cellene finne seg inn i de utviklende testiklene. Senere, når fuglen er moden, vil den ejakulere sæd fra det første embryoet.

Denne tilnærmingen gjør alle slags rare eksperimenter. I en, transplanterte forskere fasanceller i kyllingstestikler. Da disse kyllingene hadde sex med kvinnelige fasaner, var noen av deres avkom helt normale fasaner. Med andre ord, de var genetisk ikke-relatert til kyllingen som hadde utløst sæden. Forskere har også transplantert kyllingssperre i ender på samme måte. Når de transplanterer andresæd i fasaner, vil alt ha kommet full sirkel, eller kanskje full trekant.

9 Samle sæd fra døde kenguruer

I naturen utøves mannlige dyr vanligvis i kvinnelige dyr. I laboratoriet kan de noen ganger være overbevist om å gjøre det på andre steder. En overbevisende teknikk kalles elektroejakulering. I den blir en elektrisk strøm påført gjennom dyrets endetarm. Sjokket får dyret til å frigjøre sæd. I 1965 prøvde forskerne det på ville kenguruer. Først skjøt de dyrene. Etter det var det fire trinn: Legg det døde dyret på siden, forlenge penis for hånd, sett en sonde inn i anusen, 23 centimeter (9 i) dyp og ... zap.

Med de fleste arter trenger du ikke å drepe dyret først. I 1975 prøvde forskerne det på levende kenguruer. Dette gikk veldig dårlig. Først var øktene traumatiske for dyrene. For det andre fikk de knapt noen sæd. Hvis forskerne anestetiserte kenguruer, var resultatene bedre. Likevel fungerte det ikke så vel som bare å drepe dem. Rart nok, døde kenguruer gir mest sæd.

En annen skuffende faktor var at under hver tilstand var sæden i seg selv ikke veldig bra. Det inneholdt ikke mange sædceller, bare seminal plasma, som er klissete væske som omgir sædceller. Ved å studere plasmaet, skjønte forskerne imidlertid et interessant faktum: Sukkerprofilen for kangarousæd er forskjellig fra det av mer fjernt relaterte pattedyr. For å si det på en annen måte, smaker smørbrød sannsynligvis annerledes enn menneskets sæd, selv om ingen (vi kan bare håpe) noensinne har bekreftet det direkte.

Det var en lykkelig slutt på alt dette kangaroo zapping. I 1997 klarte forskere å få gode mengder spermaceller av elektroejakulerende kenguruer som bare ble bedøvet. Det var en vinn-vinn-masse kenguru sperm og ingen døde kenguruer.

8 geiter sperm i et hamsteregg (via gris livmoder)

Geit-hamster hybrider er tøffe å lage. Selv det første trinnet er en kamp. Hvis du blander geitsperma og hamsteregg, skjer det ikke mye. Selv å strippe av eggets ytre lag hjelper ikke egentlig. Getsædene har fortsatt vanskelig å komme inn. I 1980 fant forskerne imidlertid en løsning. Det som virkelig hjelper, som det viser seg, er å først inkuber geitspermen inne i en gris livmor.

Det er en prosedyre for dette: Først, hjelp geitten til å ejakulere i en kunstig vagina. Samle sæden. Deretter finner du en død gris og kuttet ut et stykke livmor. Sett sæden inne i livmorvevet og tett begge endene. Damp hele saken i en saltoppløsning i noen timer og spyle deretter sædene ut igjen. Etter det blir geitesperren primet, klar til å befrukt hamsteregg og lage geiter-hamsterembryoer.

Det er ikke mye annet å si. Når de er oppdaget, kommer de små hybridembryonene ikke til å gjøre det veldig langt. (Selv geit-får hybrider, hvis foreldre er mye nærmere relatert, gjør det ofte ikke bra.) Men det er et annet problem for et annet eksperiment.

7 ormsperm uten DNA

Sperm eksisterer for transport av DNA. De starter i testiklene, og hvis de er heldige, leverer de mannens DNA til kvinnens egg. Det er det. Det er rart å til og med tenke på sæd uten DNA, da en slik ting vil virke meningsløst. Forskere har imidlertid laget det, ved hjelp av Caenorhabditis elegansen rundorm. I 2000 fant de to mutanter som kunne bli lurt til å lage DNA-mindre sæd, bare ved å heve temperaturen.

Overraskende, mangelen på DNA knapt betydde, i hvert fall i begynnelsen. DNA-mindre spermier gjorde alle de vanlige tingene som ikke-mutant C. elegans sperm do. De kryp inn i et spermelagerorgan som heter spermatheca. De søkte egg og befruktet dem. I hvert egg begynte et lite embryo å vokse. Den eneste tingen som DNA-mindre sæd ikke kan gjøre, er selvfølgelig å gi DNA. Til slutt ble det kritisk. Med bare et halvt genom, stoppet embryoet å vokse mens det fortsatt er en ball med celler.

6 Transplantering av Ocelot Sperm i en vanlig katt

Den vanlige katten er flott å lage babyer.De er så flotte at befolkningen er ute av kontroll, og vi steriliserer dem av millioner. Kattens ville fettere har det motsatte problemet. Mange arter, inkludert ocelot, er i fare for å gå utdøde. I denne forskjellen har noen forskere sett en mulighet, nemlig kapring av kattens reproduksjon. Etter en operasjon ville katten gå om sin virksomhet - å ha sex, bli gravid, og så videre. Alligevel vil det være vert for materialer fra sine villfettere.

For å gjøre dette har forskere tatt flere tilnærminger. I en har de implantert embryoer fra ville arter til kattens livmor. I en annen har de implantert sæddannende celler fra ville arter til en kattes testikler. I et slikt eksperiment kom disse sæddannende cellene fra ocelots. For å starte eksperimentet sprengte forskerne kattens testikler med røntgenstråler og tørket ut kattens egen sædcelle. Da kuttet de kattens skrot, injiserte ocelots celler inn i testiklene, og la det opp igjen. Til slutt, etter flere uker, ble noen av disse ocelotcellene modne spermier.

5 apeceller fange et virus fra kaninspermen

Sperm som å smelte sammen med andre celler. I et beste tilfelle er den andre cellen et egg, men sperm holder ikke alltid for det. Noen ganger vil enhver gammel celle gjøre.

Slike fusjoner kan faktisk skje mye. Etter kjønn, når en mannens sæd bumper seg inne i partnerens kropp, kan noen få litt forvirret. Så, de vil bare koble opp med noe tilfeldig og la sitt DNA inne. Etter det kan de nye cellene bare sitte der, kanskje for alltid, en permanent del av partnens hals, lever eller hva som helst annet. Skummel. Det gjør kondomer lyd mye bedre, ikke sant?

Hvis du gir sæd en liten kjemisk nudge, blir de enda mindre kresne. I et eksperiment klarte forskere å få kaninsparing til å smelte sammen med nyreceller fra en afrikansk grønn ape. Vanligvis har ape nyrer ingenting å frykte fra kaninsperma. Apekatter og kaniner splittet veier for lenge siden, og de deler ikke mange sykdommer. Selv om en kanin på en eller annen måte ejakuleres direkte på en abes nyren, vil apen sannsynligvis ikke fange noe.

I dette eksperimentet var det imidlertid en ekstra bit av raritet. Før fusjonen festet forskerne et apa-virus, SV40, til kaninsædene. Under forsøket fanget mange av nyrecellene viruset og ble syk. Så merkelig som det kan virke, kan det være en folkehelse leksjon i alt dette: Ikke stol på kaninspar som har blitt håndtert av en forsker.

4 Er musekjøttet kjønsikkert?

Det er mange faktorer som kan forhindre at musen får sex med en sau. Man kan være en frykt for scrapie. Scrapie er en ekkel sykdom som er tilstede hos noen sauer. Det kan føre til tap av koordinering, etterfulgt av død. I mange tilfeller går scrapie fra mor til nyfødt. Det som er mindre er klart, om scrapie kanskje også blir sendt gjennom kjønn. For å finne ut, samler forskere sæd fra scrapieinfiserte menn.

Du kan tenke-naivt - at neste steg ville ha involvert en kvinnelig sau, men du ville ha feil. I stedet bestemte forskerne seg for å bruke en spesiell musestamme. Disse musene hadde blitt konstruert for å inneholde et fårprotein som ville gjøre dem utsatt for scrapie. Siden scrapie påvirker hjernen, injiserte forskerne det direkte i musens hjerner. Begrunnelsen var at hvis hjernen ikke ble skadet ved direkte eksponering for sæden, ville det sikkert ikke bli skadet ved indirekte eksponering gjennom kjønn.

Til slutt fikk musene ikke scrapie, sikkert en stor lettelse for enhver mus som vurderer sex med en sau. Noen år senere gjorde forskerne stort sett det samme eksperimentet. Denne gangen brukte de en annen belastning av scrapie, og resultatene var forskjellige. Etter sædinjeksjon ble noen av musene smittet. Mer forskning kan være nødvendig.

3 frosker og padder er mer enn venner

"Egne frosker" tilhører familien Ranidae, og "sanne padder" tilhører familien Bufonidae. Det er ganske klart, ikke sant? Selvfølgelig dyrene selv ikke alltid være oppmerksom på disse kategoriene, spesielt når de føler seg amorøse. I flere rapporter, frosker fra slekten Rana har blitt observert parring med toads fra slekten Bufo. Likevel handler det så langt som det går. Bortsett fra noen omstridte rapporter, synes de to amfibierene ikke å kunne lage babyer sammen. Til å begynne med, Rana sæd kan ikke trenge inn Bufo egg.

I laboratoriet kan forskere imidlertid få Rana og Bufo å være litt mer intim, i hvert fall på et molekylært nivå. I 1976 kom de forbi penetreringsbarrieren ved å injisere DNA-holdige seksjoner av Rana sæd, kalt kjerner, inn i Bufo egg. En gang inne i Bufo egg, den Rana spermukerner gikk til handling, gjør det de vanligvis ville gjøre inne i et egg. Eggene svulmet, kopierte deres DNA, og delt. Til slutt, men ingen moden Rana-Bufo hybrid resulterte.

2 sebrafisk som produserer gullfisksperma

I pattedyr er kjønn av avkom et spørsmål om hvilken kromosomer er arvet. "XX" er lik kvinne, og "XY" er lik mann. I visse reptiler handler det om temperatur. I sebrafisk er det svært komplisert. Det innebærer trolig en haug med gener, men miljøet er også viktig. Ingen forstår det helt.

Vi vet at primordiale bakterieceller (PGCer) er involvert. PGCene er et spesielt sett med celler som er tilstede i embryoet, som fortsetter å utvikle seg til egg eller sæd.I laboratoriet kan du kvitte deg med alle PGCene, enten ved å drepe dem eller ved å blokkere et gen som trengs for å gjøre dem. Her er den rare delen: Hvis du eliminerer PGCene i et sebrafiskembryo, vil det utvikle seg til en steril mann som ikke produserer sæd.

Å bli kvitt PGCene har også en annen merkelig effekt: Det gjør sebrafisk til en slags tom skifer, som kan overskrives ved å transplantere PGCer fra andre fisk. I de mest interessante forsøkene, er fisken som donerer cellene helt forskjellige fra sebrafisken som mottar dem. I ett eksperiment tok forskerne disse blanke sebrafiskene og introduserte en enkelt PGC fra en gullfisk. Etter disse transplantasjonene utviklet zebrafiskens to testikler veldig forskjellig. Testiklen uten PGC var tynn og unaturlig utseende. Testikel med PGC, i sammenligning, så normal. Innvendig var det imidlertid tynn med gullfisksperma.

Vanligvis kan sebrafisksperre ikke gjøre mye med gullfiskegg. De kan gjødsle dem, men de resulterende embryoer vil aldri klekkes ut. Den sebrafisk gullfisk sperma hadde ikke denne plassen. De fostret perfekt gullfisk, som utviklet seg normalt.

1 kvinnelig sperma

Haner gjør sædceller. Hens gjør det ikke. Slik fungerer det vanligvis, i det minste. I laboratoriet kan denne konvensjonen imidlertid gå oppover. Med noen få molekylære triks kan du lage sæd som startet fra fugler som er genetisk kvinnelige.

Det er to måter å gjøre det på. For det første kan du overbevise et kvinnelig embryo at det er mannlig. En liten kjemisk overtalelse, som har som mål å forstyrre kjønnshormonene, kan gjøre jobben. Når dyret vokser opp, vil det ha funksjonelle testikler som lager funksjonell sædcelle. I en annen tilnærming kan du ta tidlige bakterieceller fra et kvinnelig embryo og overføre dem til en hann. Inne i mannens testikler, vil disse kvinnelige cellene utvikle seg til sæd, ikke egg.

Hos fugler kan kvinners sæd være en spesielt merkelig ting. Dette kommer ned til den måten at sexkromosomer fungerer. Mannlige pattedyr har et Y-kromosom, og kvinner gjør det ikke. I fugler er situasjonen reversert. Det spesielle kromosomet, W-kromosomet, er spesifikt for kvinner. Den kvinnelige genotypen er "WZ," og den mannlige genotypen er "ZZ." Under normale omstendigheter ville WZ sperm aldri skje.

Selv i laboratorieinnstillinger sitter mange WZ-celler fast i et sent utviklingsstadium, og blir aldri helt modne. En liten prosentandel av WZ-celler blir imidlertid sæd, og de heldige få synes å fungere helt fint. Dette har blitt verifisert av noen ganske bisarre tester som involverer egg av andre arter. Hvis det injiseres i vaktelegg, eller til og med i egg i egg, utløser WZ-celler starten på et embryo, akkurat som vanlig ZZ-spermie.

Det er antydet at kvinnesædene kan være starten på en ny verden hvor menn ikke lenger trenger å være. Her er det vi kan si sikkert, men: Disse forsøkene har brakt kvinnelige kyllinger det nærmeste som de noensinne har kommet for å kunne impregnere kvinnelige mus, for det som er verdt.