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Von diesen kleinen Nagern war bekannt, dass sich die Spermien in mehreren Dutzend zu sogenannten Zügen zusammenlagern, um ihre Vortriebsgeschwindigkeit um bis zu 50% zu verbessern. Dabei nutzen sie ihren abgeknickten Kopf um sich am Nachbar sozusagen einzuhaken. Dies ist ein erstaunliches Verhalten, da beobachtet wurde, dass mehrer Spermien im Zug während der Fortbewegung bereits die eine gesteigerte Schwimmbewegung einleiten, die sonst zur Durchbohrung der Eizellenwand dient und dadurch die Geschwindigkeit des Zuges steigern. Dies ist aber ein eindeutig altruistisches Verhalten, da diese Spermien später keine Eizelle mehr befruchten können.
Um das Ganze genauer zu untersuchen, mixten die Forscher Spermien von zwei geographisch getrennten Arten von Hirschmäusen (P. maniculatus und P. polionotus), die sich im Labor aber erfolgreich paaren lassen. Dafür wurden die Spermien zuvor mit unterschiedlichen Farbstoffen zur Unterscheidung gefärbt. Dabei zeigte sich, dass 75% aller Spermien sich mit Kollegen der gleichen Art zusammenlagerten. Dies setzt eine aktive Erkennung von Selbst und Nicht-Selbst voraus, die durch einen unbekannten Mechanismus vermittelt wird.
Um zu untersuchen, ob diese Glanzleistung der Diskriminierung auch Unterscheidungen zwischen Vertretern der eigenen Art ermöglichte, wiederholten die Forscher das Experiment mit Spermien von Mäusemännchen derselben Art. Bei P. polionotus zeigte sich eine homogene Mischung der Spermien verschiedener Männchen. P. maniculatus zeigte dagegen eine eindeutige Diskriminierung zwischen Spermien unterschiedlicher Männchen.

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Und das lässt sich Anhand des Paarungsverhaltens recht einleuchtend erklären, denn P. polionotus lebt weitgehend monogam, die Wahrscheinlichkeit, dass Spermien unterschiedlicher Herkunft im gleichen Weibchen um die Befruchtung der Eizellen konkurrieren, ist also relativ gering. P. maniculatus dagegen betreibt ein ziemlich hektisches Paarungsverhalten und es wurden schon hochgradig promiskuitive Zustände mit mehreren verschiedenen Männchen im Minutentakt beobachtet. Hier sieht die Konkurrenzsituation also ganz anders aus, und die Spermien desselben Männchens tun gut daran ihresgleichen zu erkennen und nötigenfalls durch Selbstopfer den eigenen Genen zur Befruchtung der Eizelle zu verhelfen.
Was für biochemische Prozesse dieser Erkennungsleistung zugrunde liegen, muss noch weiter erforscht werden. Die Autoren lassen es sich aber nicht nehmen eine Hypothese zu formulieren. So kommen beispielsweise bei Hefen oder Schleimpilzen hochgradig variable Gene vor, die eine Oberflächenprotein exprimieren, dass Individuen desselben Genotyps eine Erkennung und Bindung untereinander ermöglichen. Etwas ähnliches könnte diesen Erkennungsprozess auch bei Spermien steuern.

Fisher, H., & Hoekstra, H. (2010). Competition drives cooperation among closely related sperm of deer mice Nature DOI: 10.1038/nature08736

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