Как сперматозоиды пресноводных рыб находят яйцеклетку? Физико-химические факторы, направляющие взаимодействие гамет у пресноводных рыб с наружным оплодотворением

Продолжительность жизни сперматозоидов пресноводных рыб с наружным оплодотворением варьирует от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от вида. Внешние факторы, такие как температура, фоновые течения и ионный состав, играют важную роль в успешности оплодотворения. Специфические механизмы навигации сперматозоидов, по-видимому, необходимы для максимизации встреч сперматозоидов с яйцеклетками в этих неблагоприятных условиях. Хотя некоторые имеющиеся данные подтверждают гипотезу о том, что и фолликулярная жидкость, и яйцеклетки могут выделять хемоаттрактанты, существенно влияющие на поведение сперматозоидов и исход оплодотворения, эта гипотеза по-прежнему остается дискуссионной, поскольку существование хемотаксиса сперматозоидов пресноводных рыб еще не доказано; кроме того, специфические механизмы, обеспечивающие навигацию сперматозоидов и отбор гамет, не установлены. Определяется ли естественный отбор гамет сочетанием различных физико-химических явлений? Или естественный отбор видоспецифичных гамет смещен в сторону видоспецифичных механизмов навигации, характерных для их природного ландшафта? Эти вопросы привлекают все больше внимания, поскольку новые исследования выявили потенциальные, различающиеся механизмы навигации при размножении пресноводных рыб. В данном обзоре мы рассматриваем эмпирические исследования, подтверждающие различные гипотезы о навигации гамет у пресноводных рыб, и подчеркиваем важность синергетического сочетания экспериментов и биоматематического моделирования для изучения этих вопросов. Наконец, мы обсуждаем сложности понимания механизмов, лежащих в основе навигации сперматозоидов у пресноводных рыб, и предполагаем, что знания о механизмах, определяющих отбор и навигацию сперматозоидов у пресноводных рыб, могут прояснить влияние традиционной практики искусственного оплодотворения в аквакультуре на качество потомства и устойчивость видов.