Wormen-porno

 Porno als basis voor wetenschappelijk onderzoek? Voor een recent artikel in het tijdschrift PNAS hebben twee biologen uit Basel (die ook nog eens met elkaar getrouwd zijn) samen spannende uurtjes achter de TV doorgebracht. Althans, als copulerende wormen onder de definitie van porno vallen.

Bij seksuele voortplanting willen, kort door de bocht gezegd, mannetjes met zo veel mogelijk verschillende vrouwtjes paren, terwijl vrouwtjes zo selectief mogelijk zijn om zich alleen door de beste mannetjes te laten bevruchten. Maar hoe zit het dan met hermafrodiete dieren, die zowel mannelijke als vrouwelijke geslachtsorganen hebben? Zij moeten eigenlijk aan beide eisen voldoen: veel paren maar toch selectief zijn. Kleine wormpjes met de naam Macrostomum zijn zulke hermafrodieten. Tijdens de paring haken twee wormpjes in elkaar als twee komma’s en bevruchten elkaar tegelijkertijd, waarbij het sperma in een holte, het antrum, terecht komt.

Variatie in sperma en penissen
Er zijn 16 soorten Macrostomum-wormen, waartussen een enorme variatie is in het uiterlijk van de spermacellen. Bepaalde soorten hebben “glad” sperma, terwijl bij andere soorten de de spermatozoa uitgerust zijn met haartjes, haakjes, borsteltjes, staartjes en andere rare frutsels. Ook de vorm ‘penis’ (stylet) varieert van lang en dun, tot kort en dik met weerhaakjes. Waar dienen die dingetjes allemaal voor?

De Zwitserse onderzoekers dachten dat de variabele verschijningsvormen van sperma wel eens antwoord op de vraag kon geven hoe het kan dat hermafrodiete organismen selectief kunnen zijn. Over de hele wereld verzamelden ze Macrostomum-wormpjes om dit te onderzoeken. Vervolgens maakten ze filmpjes van copulerende wormen met behulp van een opstelling met 12 camera’s zodat tegelijkertijd verschillende paringen opgenomen konden worden. De wormen hadden geen enkele moeite met deze bemoeizucht – sommigen paarden wel 40 keer per uur. De onderzoekers zagen dat als de daad gedaan was, na de bevruchting dus, de worm zich buigt en het sperma weer uit zijn/haar antrum zuigt. Op deze manier kan selectiviteit verkregen worden: wil een vrouwtje niet bevrucht worden door teveel mannetjes, dan haalt ze het sperma weer weg. Maar daarvoor dienen weer de haakjes aan de spermatozoa waardoor ze zich vast kunnen haken in het antrum en het uitzuigen moeilijker wordt.

Spermavormen en evolutie
De onderzoekers vergeleken de verschillende varianten van wormensperma en -penissen, en groepeerden ze aan de hand van de evolutie van de 16 Macrostomum-soorten. Ook keken ze naar de soort van bevruchting: inwendig of uitwendig. Dat leverde onderstaand figuur in het artikel op. Het bleek dat wormen die elkaar tegelijk inwendig bevruchten (reciprocal) de spermacellen met haakjes hadden om ze vast te zetten in het antrum, dat daar weer speciaal op is aangepast. Andere soorten “injecteren” het sperma willekeurig waarna de spermacellen hun weg zoeken naar het antrum. Deze spermacellen hebben geen haakjes – maar de penis weer wel om de injectie succesvoller te maken. Deze wormen doen dan ook geen moeite om het sperma weer weg te zuigen. Evolutionair gezien zijn de soorten die vergelijkbare spermatozoa hebben ook het meest aan elkaar verwant.

Kortom, door eindeloos te kijken naar copulerende wormen laten de onderzoekers zien dat, evolutionair gezien, het type seks dat een organisme heeft  bepaalt hoe het sperma eruit ziet. En dat een beetje porno kijken wetenschappelijk onderzoek vooruit kan helpen.

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op wetenschapsblog Sciencepalooza