Esta mosca guarda espermatozoides gigantes: ¿cómo logra que no se enreden?

Un vídeo a cámara rápida muestra una colección de espermatozoides de mosca de la fruta con cabezas rosadas y colas turquesas. El vídeo muestra cómo los espermatozoides se agrupan dentro del órgano de almacenamiento masculino, evidenciando la dinámica colectiva que estudian los investigadores del Instituto Flatiron. J. Imran Alsous, et al.

Foto: Instituto Flatiron. J. Imran Alsous, et al.

Los machos de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) producen espermatozoides de 1,8 milímetros de largo. Parece poco, pero eso significa que son 40 veces más largos que un espermatozoide humano. Dado ese tamaño, los científicos se hicieron una pregunta algo peculiar: ¿cómo logran estas moscas almacenar miles de esos espermatozoides gigantes dentro de un órgano de apenas unos 200 micrómetros, sin que se enreden entre sí? Se trata de miles de “hilos” larguísimos que están comprimidos en un espacio diminuto.

Hasta ahora nadie entendía cómo podían mantenerse allí sin formar un nudo imposible. En un estudio publicado en Nature hace unos días, investigadores del Centro de Biología Computacional (CCB) del Instituto Flatiron tienen algunas pistas. Los científicos descubrieron que los espermatozoides no están quietos. Aunque cada uno, por separado, casi no puede desplazarse, cuando están todos juntos se organizan como un material vivo. Sus colas permanecen alineadas y se deslizan continuamente unas junto a otras, generando movimientos colectivos muy ordenados. ¿Y por qué no se enredan entre ellas?

Los científicos descubrieron que los espermatozoides nunca dejan de mover en realidad su cola. Ese movimiento hace que rocen constantemente con los espermatozoides vecinos y, en lugar de enredarse, se empujen suavemente entre sí. Gracias a ese “empujón” continuo pueden deslizarse unos al lado de otros y mantenerse ordenados dentro de un espacio diminuto, como si miles de hilos muy largos se acomodaran solos sin hacer nudos.

Para descubrir eso, utilizaron microscopía electrónica de barrido tridimensional (SBF-SEM) para reconstruir todo el órgano donde la mosca almacena los espermatozoides. Esa técnica les permitió seguir espermatozoides individuales dentro del tejido con resolución nanométrica y comprobar que estaban muy densamente empaquetados y alineados, en lugar de formar un ovillo desordenado. Después marcaron las cabezas y las colas de los espermatozoides con proteínas fluorescentes y grabaron videos mediante microscopía confocal. Así descubrieron que el conjunto nunca estaba quieto. Las colas se movían de forma coordinada y los espermatozoides se deslizaban unos respecto de otros.

Finalmente construyeron simulaciones por computador. En ellas programaron “espermatozoides” virtuales que solo generaban ondas con sus colas. Cuando esos espermatozoides virtuales interactuaban, aparecía exactamente el mismo comportamiento observado en los experimentos: se empujaban entre sí, se mantenían alineados y evitaban enredarse. Eso les dio confianza en que el mecanismo que estaban proponiendo era correcto y no simplemente una coincidencia observada en las imágenes.

Más allá de la biología reproductiva, los autores de la investigación creen que su hallazgo muestra un nuevo ejemplo de lo que los físicos llaman materia activa: sistemas formados por muchas unidades vivas que consumen energía y, al interactuar, generan comportamientos colectivos que no aparecen cuando se observa un individuo aislado. En este caso, esos movimientos colectivos probablemente cumplen una función crucial: mantener los espermatozoides ordenados, evitar que se enreden y permitir que permanezcan viables durante días o semanas hasta la fecundación.

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