Siittiöt tekevät kaikkensa ollakseen ensimmäisiä

Edessä on pahimmassa tapauksessa päiviä kestävä operaatio. Ympäristö on vaikeakulkuinen, ja muutenkin olosuhteet ovat hankalat. Kyseessä ei ole vaativa sotilastehtävä, vaan munasolun hedelmöitys. Siittiöiden kyvyt ratkaisevat, syntykkö jälkeläisiä.

Edessä on pahimmassa tapauksessa päiviä kestävä operaatio. Ympäristö on vaikeakulkuinen, ja muutenkin olosuhteet ovat hankalat. Kyseessä ei ole vaativa sotilastehtävä, vaan munasolun hedelmöitys. Siittiöiden kyvyt ratkaisevat, syntykkö jälkeläisiä.

Shutterstock

Kun kansainvälinen tutkijaryhmä kuvasi australialaisesta luolasta löydettyjä raakkuäyriäisten fossiileja nykyaikaisilla röntgenlaitteilla viime vuonna, se koki jymy-yllätyksen.

Noin millimetrin pituiset simpukkaa muistuttavat niveljalkaiset olivat säilyneet niin hyvin, että tutkijat pystyivät näkemään jopa kivettyneiden siittiöiden tuman rakenteen.

Lisääntymistapahtumaan liittyy monesti jonkinlaisia kosintamenoja. On kuitenkin lajeja, joilla suvunjatkaminen tarkoittaa väkivaltaa. Koiras pakottaa naaraan seksikumppanikseen keinoja kaihtamatta.

© R. Ignell, Swe.Univ. of Agri. Sci. & SPL/Scanpix

Naskalisiitin rei'ittää naaraan

Ihmisen on vaikea nähdä lutikoiden parittelutavassa mitään hyvää tai edes hyväksyttävää. Se tunnetaankin vamman aiheuttavana siemennyksenä. Syy on selvä: ensin koiras kaappaa naaraan ja puhkaisee sitten sen ulkoisen tukirangan piikkimäisellä sukupuolielimellään kohtaa sen tarkemmin valitsematta.

© POWER AND SYRED/SPL/Scanpix

Koiras runnoo pikkinuijalla

Papukuoriaisina tunnettujen Bruchinae-lajien lemmenleikistä on hellyys kaukana, sillä koiraan sukupuolielimessä joka suuntaan sojottavat piikit ovat niin kovia ja teräviä, että naaras saa niistä pahoja sisäisiä vammoja.

© Shutterstock

Siittiöt puhkaisevat selän

Peripatopsis-sukuun kuuluvien lajien koiraat asettavat pieniä siittiöpakkauksia naaraiden selkään. Paketti käynnistää naaraassa reaktion, joka johtaa amebosyyteiksi nimitettyjen solujen kerääntymiseen sen alle.

Koska raakkuäyriäisten siittiöt olivat verrattain suuria, niistä voitiin hahmottaa myös yksityiskohtia.

Luokan nykylajeilla koiraspuoliset sukusolut saattavat olla jopa kymmenen kertaa niin pitkiä kuin itse eläin eli sentin mittaisia. Ihmisen siittiöt ovat sen sijaan elimistön mitättömimpiä soluja, sillä ne ovat vain jokusen millimetrin tuhannesosan pituisia.

🏆 Siittiöiden ennätykset

Kuinka pitkään siittiöt voivat säilyä hedelmöityskykyisinä?

Australian muinaisten raakkuäyriäisten siittiöt ovat maailman vanhimpia laatuaan. Vähintään 16 miljoonaa vuotta vanhassa kerrostumassa säilyneet fossiilit todistavat osaltaan siitä, että siittiöillä on ollut tärkeä osuus eläinten suvullisessa lisääntymisessä jo hyvin pitkään.

Isyys ansaitaan loppukilpailussa

Ne eliölajit, joiden yksilöt ovat eri sukupuolta, voivat lisääntyä sukusolujen avulla. Kahden lisääntymissolun yhtyminen, hedelmöitys, asettaa aina osapuolille tiettyjä vaatimuksia.

© shutterstock

Huippu-uimareita ja räjähde-eksperttejä

Eniten tutkittuja koiraspuolisia lisääntymissoluja ovat ihmisen siittiöt, jotka vastaavat hyvin kolmijakoista vakiotyyppiä. Tällaisten siittiöiden perusosat ovat:

Informaatiovarasto

Geneettistä tietoa sisältävää päätä ympäröi hattua muistuttava rakko, akrosomi, jossa on entsyymejä. Kun siittiö pääsee kosketukseen munasolun vankan solukalvon kanssa, entsyymit aktivoituvat.

Hitaasti palavan räjähdysaineen tavoin ne puhkaisevat solukalvoon reiän, jonka kautta pää pääsee ujuttamaan geneettisen informaation sisään.

Voimanlähde

Siittiön keskiosa on mitokondrioita täynnä oleva paksu kaulus. Nämä voimalat tuottavat siittiön liikkumiseen tarvitseman energian.

Ne puolestaan käyttävät polttoaineenaan fruktoosia eli hedelmäsokeria, jota siittiöitä kuljettavassa ja ravitsevassa siemennesteessä (spermassa) on runsaasti.

Moottori

Siittiötä kuljettaa eteenpäin häntä, joka toimii ruuvipotkurin tapaan eli kiertyy kuin kaira. Työnnön tehosta kertoo se, että esimerkiksi ihmisen siittiö voi uida 18 senttiä tunnissa.

Matka ei ehkä tunnu kovin pitkältä, mutta kun ottaa huomioon, että siittiö on vain 0,005 millimetriä pitkä, saavutus vastaa täysmaratonia tunnissa ja vartissa.

Siittiön tapauksessa matka munasolun luo voi olla täynnä vaaroja ja vaikeuksia. Monesti siittiöt joutuvat uimaan eteenpäin melkein kuin liisterissä alttiina ympäristötekijöille, jotka vain huonontavat niiden selviytymismahdollisuuksia.

Matkan hankaluuksiin on kuitenkin pätevä biologinen syy: ne varmistavat, että hedelmöityksen hoitaa aina valioluokan siittiö, joka on kunnostautunut hyvin haasteellisessa tehtävässä.

Tavallisesti siittiöllä on pää, keskiosa ja häntä. Joidenkin lajien siittiöt kuitenkin poikkeavat tästä peruskaavasta.

© Shutterstock

Amerikkalaisten opossumien siittiöt ovat omalaatuisia. Millään muulla nisäkkäällä niiden pää ei muistuta hakaneulan lukkoa. Lisäksi siittiöillä on aina kaksi häntää

© Shutterstock

Kasvien koiraspuolisissa sukusoluissa on paljon vaihtelua. Erimuotoisilla siittiöillä on usein lukuisia siimamaisia häntiä. Monihäntäisyys on ominaista muun muassa saniaisille.

© Shutterstock

Kortteen siittiö muistuttaa tanssijaa, jolla on hulmuava huntu. Se ei ui niin kuin eläimen siittiö, vaan sen monet ”raajat” vääntävät sitä eteenpäin niin kuin ne olisivat ruuvimainen potkuri.

© Karen Renzaglia

Maksasammalien siittiöt ovat isopäisiä ja kaksihäntäisiä. Pää on täynnä kromosomeja. Eläinten siittiöissä ei ole yhtä paljon geneettistä tietoa.

© William P. Bond

Sukkulamatojen hännättömät siittiöt ryömivät kohti määränpäätä kuin amebat sormimaisten ulokkeiden avulla. Nämä ojentuvat ja koukistuvat kuin käpälät vetoliikkeen aikana.

Sinänsä siittiön toimenkuva on varsin kapea. Sen kuuluu yksinkertaisesti toimittaa munasoluun puolet siitä geneettisestä tiedosta, jonka varassa uusi yksilö voi kehittyä.

Perimän kuljetus tapahtuu yleensä vesiteitse, olipa sitten kyse ulkoisesta hedelmöityksestä, kuten kalojen kutemisesta, tai sisäisestä hedelmöityksestä, kuten parittelusta eli yhdynnästä.

Siittiöt osaavatkin lähes poikkeuksetta uida.

🏆 Siittiöiden ennätykset

Kuinka nopeasti siittiö saavuttaa munasolun?

Siittiöt ovat melko mitätön uhraus

Maapallon varhaisimmat eliöt lisääntyivät todennäköisesti nykybakteerien tavoin suvuttomasti jakautumalla.

Sitä, milloin ensimmäiset varsinaiset siittiöt tarkalleen kehittyivät, voidaan vain arvailla, mutta siitä ollaan varmoja, että niiden historia ulottuu paljon kauemmas menneisyyteen kuin muinaisten australialaisten raakkuäyriäisten elinaikaan.

© Shutterstock

Rammat siittiöt lyövät ällikällä

Afrikkalaiset kaljumyyriköt, joita ennen nimitettiin kaljurotiksi, ovat monella tapaa omituisia nisäkkäitä. Ne sietävät hämmästyttäviä hiilidioksidi- ja ammoniakkimääriä eivätkä ne yleensä sairastu syöpään vanhoinakaan.

Lisäksi niiden sosiaaliset suhteet maanalaisissa yhteisöissä muistuttavat yhdyskuntahyönteisten kastijakoa. Kaiken kukkuraksi niillä on oudot siittiöt. Muilla lajeilla vain pieni osa koiraiden sukusoluista on niin viallisia, että niiden hedelmöityskyky on kyseenalainen.

Kaljumyyriköillä käytännössä kaikki siittiöt ovat kakkoslaatua: ne ovat valmiiksi raihnaisia, uivat mitenkuten ja pyrkivät kaikkea muuta kuin määrätietoisesti pääsemään munasolun luokse.

Suvullisen lisääntymisen vaatimat koiras- ja naaraspuoliset sukusolut ovat varmasti hyvin vanhaa perua, sillä siittiöitä ja munasoluja esiintyy hyvin erilaisilla eläimillä, kuten nisäkkäillä, matelijoilla, linnuilla, kaloilla ja sammakoilla.

Siittiöiden läpimurtoa helpotti luultavasti se, että koiras voi tuottaa niitä jatkuvasti paljon ilman merkittäviä energiaja raaka-ainepanostuksia.

Kun matkaan lähtee kerralla miljoonia siittiöitä, riski, että yksikään niistä ei pysty hedelmöittämään munasolua, on pieni.

Siittiöiden avulla tapahtuva suvullinen lisääntyminen onkin biologisesti edullista.

Lisäksi se varmistaa, että vanhempien perintöteki jät sekoittuvat ja saavat aikaan uusia ominaisuusyhdistelmiä jälkeläisessä.

🏆 Siittiöiden ennätykset

Montako siittiötä koiras vapauttaa yhdellä kertaa?

Myös osa kasveista, kuten saniaiset ja sammalet, hyödyntää siittiöitä lisääntymisessään. Niillä kuitenkin suvullisesti ja suvuttomasti lisääntyvät sukupolvet vuorottelevat säännöllisesti.