La orientación espermática es el proceso mediante el cual los espermatozoides ( espermatozoides ) se dirigen al ovocito (óvulo) con el objetivo de la fecundación . En el caso de los invertebrados marinos el guiado se realiza por quimiotaxis . En el caso de los mamíferos , parece ser por quimiotaxis , termotaxis y reotaxis .
Desde el descubrimiento de la atracción de los espermatozoides hacia los gametos femeninos en los helechos hace más de un siglo, [1] la guía de los espermatozoides en forma de quimiotaxis de los espermatozoides se ha establecido en una gran variedad de especies [2] Aunque la quimiotaxis de los espermatozoides prevalece en todo el reino de los metazoos , desde especies marinas con fertilización externa, como erizos de mar y corales , hasta humanos, [2] [3] [4] gran parte de la información actual sobre la quimiotaxis de espermatozoides se deriva de estudios de invertebrados marinos, principalmente erizos de mar y estrellas de mar . [5] De hecho, hasta no hace mucho tiempo, el dogma era que, en los mamíferos, la conducción de los espermatozoides al ovocito era innecesaria. Esto se debió a la creencia común de que, después de la eyaculación en el tracto genital femenino, un gran número de espermatozoides "corren" hacia el ovocito y compiten para fertilizarlo. Esta creencia se desmoronó cuando quedó claro que solo unos pocos de los espermatozoides eyaculados (en humanos, solo ~ 1 de cada millón de espermatozoides) logran ingresar a los oviductos ( trompas de Falopio ) [4] [6] y cuando estudios más recientes demostraron que los espermatozoides de mamíferos emplean al menos tres mecanismos diferentes, cada uno de los cuales puede servir potencialmente como un mecanismo de guía: [7] quimiotaxis, [8]termotaxis [9] y reotaxis. [10]
La guía de espermatozoides en especies no mamíferas se realiza mediante quimiotaxis. El ovocito secreta un quimioatrayente que, a medida que se difunde, forma un gradiente de concentración : una alta concentración cerca del ovocito y una concentración gradualmente menor a medida que aumenta la distancia al ovocito. Los espermatozoides pueden detectar este quimioatrayente y orientar su dirección de nado hacia arriba en el gradiente de concentración hacia el ovocito. La quimiotaxis espermática se demostró en un gran número de especies no mamíferas, desde invertebrados marinos [2] [3] hasta ranas. [11]
Los quimioatrayentes de esperma en especies no mamíferas varían en gran medida. En la Tabla 1 se muestran algunos ejemplos. Hasta ahora, la mayoría de los quimioatrayentes de esperma que se han identificado en especies no mamíferas son péptidos o proteínas de bajo peso molecular (1–20 kDa ), que son estables al calor y sensibles a las proteasas . [2] [3] Las excepciones a esta regla son los quimioatrayentes de esperma de corales, ascidias , plantas como helechos y algas (Tabla 1).
La variedad de quimioatrayentes plantea la cuestión de la especificidad de la especie con respecto a la identidad del quimioatrayente. No existe una regla única para la especificidad relacionada con los quimioatrayentes. Así, en algunos grupos de invertebrados marinos (p. ej., hidromedusas y ciertos ofiuroides ), la especificidad es muy alta; en otros (p. ej., estrella de mar), la especificidad es a nivel de familia y, dentro de la familia, no hay especificidad. [2] [3] [24] En los moluscos , no parece haber especificidad alguna. Del mismo modo, en las plantas, un compuesto simple único [p. ej., fucoserrateno, un alqueno lineal e insaturado (1,3-trans 5-cis-octatrieno)] podría ser un quimioatrayente para varias especies. [12]