يمتلك معظم الناس أفكار بسيطة عن الحيوانات المنوية أو النطاف، كأن تتخيلها على شكل شرغوف صغير يمتلك رأساً وذيلاً طويلاً، وهذا تقريبٌ مقبول لشكل معظم نطاف الثدييات.

تشترك نطاف كافة أنواع الحيوانات بنفس الوظيفة: الوصول إلى البيضة ومن ثم تلقيحها. ولكن من الناحية الأخرى، تتميز النطاف بأكبر تنوع من ناحية الشكل والحجم من بين أنواع الخلايا. وذلك لأن المنافسة لا تنتهي بمجرد إيجاد الشريك، بل على العكس: تستمر المنافسة بين النطاف حتى داخل الأعضاء التناسلية مما يؤدي إلى تكيفات أو تحولات غريبة جداً.

في الحقيقة، في حين أن الباحثين قاموا بتوصيف العديد من التحولات التي تمر بها النطاف، لمّا يستطيعوا الوصول إلى تفسير سبب حدوثها في بعض الحالات. وفي هذه المقالة، سنعرض تسعة من أغرب النطاف التي ستجعلك تفكر ثانيةً في معلوماتك عن عملية التكاثر.

1. نطفة عملاقة

ذبابة الفاكهة.صورة: Wikimedia Commons

كل أنواع الحيوانات المنوية صغيرة الحجم حيث أنك تحتاج إلى مجهر لرؤيتها، ولكن هذا لا يعني أن جميع فصائل الحيوانات تمتلك نطافاً من نفس الحجم.

على سبيل المثال، يبلغ طول الحيوان المنوي البشري حوالي 50 ميكرومتر، بينما يكون متوسط طول نطفة حيوان النيص 28 ميكرومتر فقط، ولكن صاحب الرقم القياسي الحالي لأطول نطفة على الإطلاق هو ذبابة الفاكهة، حيث لوحظ أن طول نطاف إحدى أنواع ذباب الفاكهة يبلغ 5.8 سينتيميتر، وبالرغم من أن الذيل يشكل نسبة كبيرة من هذا الطول، لكنها تبقى أطول من نطفة النيص بـ2000 ضعف، وبذلك أيضاً تكون نطفة تلك الذبابة أطول بـ20 مرة من الذبابة نفسها.

على مر السنوات السابقة، قام الباحثون بدراسة نطاف العديد من الحيوانات، ولاحظوا أن حجم النطاف لا يتناسب مع حجم الكائن، بل يظهر لنا أن العكس هو الصحيح، فالحيوانات الأصغر تنتج نطافاً أكبر.

عند الحيوانات الكبيرة؛ تمتلك الأنثى مسالك تناسلية أضخم وأطول، الأمر الذي يعني ازدياد احتمالية عدم وصول النطاف إلى البيضة، أو أن تضيع في موجة نطاف تابعة لذكور منافسة، وأفضل استراتيجية في هذه الحالة حسب ”فرضية تخفيف أو تمييع النطاف“ هي صنع أعداد أكبر من النطاف صغيرة الحجم للتغلب على هذه المشكلة. ومن جهة أخرى، تقوم الأنواع الأصغر من الحيوانات بصنع نطاف أكبر وأطول، مما يجعل المسالك التناسلية للإناث الصغيرة تبدو وكأنها ساحة معركة صغيرة لدرجة أن النطاف قد تتدافع فيما بينها.

وفي حالة أنثى ذباب الفاكهة وجد العلماء أن بعض أنواعها طورت جزءاً من المسالك التناسلية يدعى الوعاء المنوي ليصبح طويلاً وحلزوني الشكل، فتبعتها النطاف الذكورية بالتطور لتتماشى معها، وبهذا تكون الإناث قد خصصت ساحة المعركة لتناسب الذكور الأكثر صحة والذين يمتلكون المقومات والطاقة اللازمين لصنع نطاف أكبر، وبالتالي هم قادرون على النجاح في المنافسة وتلقيح بيوض أكثر، لذا من الواضح بأن الحجم مهم جداً بالنسبة لهم.

2. النطاف الملتوية

يوجد أيضاً الكثير من الاختلافات في شكل النطاف، فعلى سبيل المثال تمتلك نطاف البشر ثلاثة أجزاء رئيسية: الرأس والذي يمتلك كامل المادة الوراثية، بالإضافة إلى مجموعة من الإنزيمات التي تساعد النطفة على اختراق البويضة، والجزء الثاني أو الأوسط والذي يحتوي على الميتوكوندريا: وهي بنى خلوية تعمل عمل معامل طاقة، وتفيد تلك الطاقة في تحريك الجزء الثالث وهو الذيل الذي يدفع النطفة إلى الأمام.

تمتلك النطاف البشرية بالإضافة إلى نطاف العديد من الحيوانات الثديية رأساً مخروطياً. ولكن يوجد شكل آخر شائع جداً ويسمى بالرأس اللولبي، وهو يشبه شكل المفتاح اللولبي (الذي يستخدم لنزع الأغطية الخشبية للزجاجات) والذي يمتد أحياناً إلى الجزء الأوسط من النطفة. يوجد هذا النوع من النطاف لدى شريحة واسعة من الحيوانات كالكثير من الطيور، وبعض الخنافس وكثيرات الأرجل (الحريش) وبعض أنواع الضفادع أيضاً. وبالرغم من أن تلك النطاف اللولبية تطورت لمرات عديدة، لا يعلم العلماء سبباً أكيداً لحدوث ذلك. تقول فرضية بأن هذا الشكل يساعدها في الحركة عن طريق جعل النطفة تسبح إلى الأمام.

3. النطاف الزاحفة

لا تعتقد أن كل النطاف تسبح للوصول إلى البيضة، حيث تمتلك بعض أنواع الديدان المسماة الديدان الخيطية نطافاً بدون ذيول، أي تقوم النطاف بالتحرك إلى الأمام عن طريق الزحف بما يشبه حركة الأميبا وعن طريق أرجل مزيفة.

في حالة الأميبا (وهي كائنات وحيدة الخلية لا تمتلك شكلاً محدداً وتتحرك عن طريق الزحف) تتناسق خيوط ميكروية مصنوعة من بروتين خاص لهذا الغرض يدعى الأكتين، لتكون ما يسمى بالرجل الكاذبة، والتي تلتصق بالسطح القريب ومن ثم تتقلص ساحبةً بذلك الخلية إليها. أما نطاف الديدان الخيطية فتتصرف بشكل مشابه جداً فيما عدا أن أرجلها الكاذبة تتكون من البروتين الرئيسي المكون للخلية.

ومن خلال مقارنة طرق عمل تلك البروتينات، استطاع العلماء التعرف أكثر على الطرق التي تتبعها الخلايا للحركة، ويعتقد العلماء بأن الزحف هو الطريقة الأمثل للحركة بالنسبة لتلك الخلايا المنوية لأن عملية التخصيب عند الديدان الخيطية تحصل في مكان ضيق، وبالتحديد في مكان تجمع النطاف والذي يسمى «سبيرماثيكا» بالقرب من المبيض (أو المبايض).

ويتوجب على النطاف أن تشق طريقها عبر الرحم للوصل إلى تلك المنطقة. ولكن أثناء زحفها إلى هناك يتوجب عليها تفادي البويضات الملقحة مسبقاً والهابطة من أعلى الرحم كالكرات المتدحرجة في نفق. ففي هذه الحالة يكون الزحف أرضاً أفضل بكثير من الطيران إلى الأعلى.

4. النطفة القاتلة

قد تصل أعداد الزواحف الصغيرة إلى حد مفرط في بعض الأحيان، حيث يوجد لدى بعض من أنواع الديدان الخيطية منافسة كبيرة بين النطاف، ويظن العلماء بأن هذه العملية مفيدة للذكور عند وصول النطاف إلى أقرب ما يمكن من المبيض لتلقيح البويضة، وذلك لأن تلك المنافسة تقود إلى تحولات أفضل من حيث سرعة وقوة النطاف لدى قذفها.

وعلى الرغم من أن العلماء ليسوا متأكدين إلى حد الآن من حقيقة تلك التحولات، ولكن تلك الصفة قد تكون غير حميدة بالنسبة للشريك. فإذا فاق عدد النطاف الواصلة الحد المعقول، من الممكن أن تدخل إلى المبيض أو حتى أنها قد تتجاوز الجهاز التناسلي وتلحق الضرر بالأجهزة الداخلية لجسم الشريك، ولهذا السبب تطورت الأجهزة التناسلية عند الإناث لتصبح أكثر صلابةً وتصمد أمام النطاف ”القاتلة“. ولكن بعض الأحيان قد تصلح الأمور معقدة جداً عندما تلتقي دودتان من فصيلتين مختلفتين في مكان ملائم ككومة سماد دافئة.

لاحظ بعض العلماء عن طريق سلسلة من التجارب أنه إذا التقت دودة من فصيلة غزيرة النطاف بدودة من فصيلة أخرى سيكون هنالك مشكلة بين نطاف الأولى والجهاز التناسلي للأخيرة، ففي كل مرة يحصل لقاء من هذا النوع؛ هناك احتمال قدره 90٪ أن تؤدي عملية القذف إلى دخول النطاف إلى المبيض، وفي 7٪ من الحالات تخترق النطاف الجهاز التناسلي للأنثى وتصل إلى التجويف الداخلي.

5. النطاف الشائكة

في بعض الأحيان، لا تكون المنافسة بين النطاف محصورة فيما بينها فقط، بل قد تتضمن تلك المنافسة تكتيكات صعبة على مستوى الجسم أيضاً. على سبيل المثال، تكون بعض الديدان المفلطحة مخنثة الجنس مما يعني أنها تمتلك كلا الجهازين التكاثريين الذكري والأنثوي، وتقوم بالعملية الجنسية عن طريق عملية تدعى بالتزاوج المتبادل، حيث يقوم الشريكان بلعب دور الذكر والأنثى معاً عن طريق إرسال واستقبال النطاف في الوقت ذاته.

ولكن هنالك على الأقل فصيلة واحدة لاتؤدي دورها بنزاهة، فعادةً ما تقوم إحدى الديدان بعد عملية التزاوج بالالتفاف على نفسها وامتصاص السائل المنوي القادم من الشريك من جهازها الأنثوي للتخلص منه.

قد يكون السبب بأن غايتها الأساسية هي تمرير جيناتها فقط عبر تلقيح بيوض الشريك، ولكنها تحتفظ ببيوضها لشريك أفضل، أو أنها تقوم بذلك فقط لحفظ طاقتها. وبسبب هذا السلوك لدى بعض الديدان، تمتلك النطاف خطة بديلة. فهي تملك شعيرتان صلبتان على رأسها متجهتان للخلف آخذة بذلك شكل خطاف صيد السمك مما يجعل سحبها إلى الخلف مستحيلاً، وبذلك تستطيع التشبث بجدار الرحم والبقاء هناك لتلقيح البيوض.

6. فريق السباحة

يعتمد هذا النوع من النطاف على العمل الجماعي لتحقيق غايته. ففي بعض فصائل الفئران تقوم النطاف بالتجمع على شكل فرق ضخمة تسبح سويةً للوصول إلى البويضة، ويتم ذلك عن طريق أجزاء خاصة برأسها تشبه الخطاف تستخدمها للتعلق ببعضها البعض.

ولكي يجرب العلماء هذه التشكيلة الفريدة للنطاف؛ قاموا بانشاء نماذج رياضية تحاكي تلك التشكيلة بالإضافة للمراقبة تحت المجهر ليتوصلوا إلى نتيجة مهمة، وهي أن تلك ”القطارات المنوية“ ليست للسباحة بشكل أسرع من الاعتيادي، بل تفيد هذه التشكيلة في السباحة بشكل مستقيم، فعندما تسبح النطاف وحيدة تكون حركتها متراقصة، ولكن عندما تجتمع سوية تقوم بتقويم حركة بعضها البعض مما يجعلها تسبح بشكل مستقيم، وبالتالي تصل إلى البويضة بشكل أسرع.

ولكن إذا اجتمع عدد كبير جداً من النطاف مع بعضها سيؤدي ذلك إلى خروج السرب عن مساره، وينعكس ذلك سلبياً على حركة النطاف، التي سوف تفقد التناغم وتبدأ بإبطاء بعضها بعضاً. وأشارت الدراسات أن العدد المثالي للنطاف ضمن السرب الواحد هو 7.

7. النطاف المسنة للغاية

نميل دائماً للاعتقاد بأن دورة حياة الخلية المنوية قصيرة للغاية. فلدى الانسان إذا حالف الحظ النطاف (والإنسان) لتصل إلى قناة فالوب –وهي قناة تصل بين الرحم والمبيض– يمكنها المكوث على جدار القناة بانتظار البويضة للخروج، ولكنها لا تستطيع المكوث لأكثر من خمسة أيام فقط قبل أن تموت، وذلك لأن النطفة ليست إلا خلية بسيطة تلعب دور حاضنة مؤقتة للحمض النووي، أي لا تملك التركيبات الخلوية التي تملكها معظم الخلايا الأخرى لصنع البروتينات وإصلاح نفسها لفترة طويلة.

ولكن لدى بعض الفصائل الأخرى، تستطيع النطاف أن تعيش لفترة زمنية طويلة، حتى أنها قد تعيش حياة أطول بكثير من حياة الذكر الذي أطلقها، ومن هذه الحيوانات بعض أنواع الحشرات مثل النمل قاطع الورق ونحل العسل. تحصل الملكة في هذه الأنواع على موجة كبيرة من عمليات التزاوج في بداية حياتها، ومن ثم تغادر الخلية للبحث عن مستعمرة جديدة.

خلال عملية التزاوج، تلتقي ملكة نحل العسل بالذكور التي يتراوح عددها بين 7 و15 خلال ساعتين فقط، الأمر الذي يبدي للرائي الكثير من الحب، ولكنه في الحقيقة مشهد مميت حقاً، فبوسع ذكور النحل التزاوج مرة واحدة فقط خلال فترة حياتهم لأن مرحلة القذف تؤدي إلى خروج قسم من جهازها التناسلي ويدعى «إيندوفالوس» Endophallus إلى خارج الجسم وبالتالي موت الحشرة المحتم. تحتفظ الملكة بغد ذلك بملايين الحيوانات المنوية داخل قسم خاص من جسدها يدعى spermatheca، وبالتالي ستستطيع استخدامه لبقية حياتها التي تتراوح ما بين 3 إلى 4 سنوات.

واكتشف العلماء أن الملكة تقوم بمعاملة النطاف كأي جزء آخر من أجزاء جسدها, حيث تزوّد السوائل الموجودة داخل السبيرماثيكا الحيوانات المنوية بالبروتينات اللازمة للبقاء على قيد الحياة، بالإضافة إلى أن الأنزيمات المضادة للأكسدة تحمي النطاف من الأكسدة، وبالتالي ستقل حاجة النطاف إلى إصلاح نفسها.

8. حرب كيميائية

إن وجود كل تلك النطاف في مكان آمن وصحي لا يجعل الوضع آمناً تماماً، بل إن المعركة بين النطاف ستستمر داخل ذلك التجويف. ففي إحدى فصائل النمل قاطع الورق، وجد الباحثون بأن وضع إحدى نطاف ذكر معين في السائل المنوي لذكر آخر سيؤدي إلى موت الخلية بشكل أسرع. ويُعتَقد بأن سبب موتها هو البروتينات الموجودة في السائل المنوي التي تسمم الخلية الدخيلة. وعلى الرغم من كل تلك المنافسة بين النطاف المختلفة، تصرّ ملكة النمل على أن يتم تلقيح ذريتها القادمة من قبل أكثر من ذكر، على ما يبدو أنها لا ترغب بوضع كل بيوضها في سلة واحدة، فالتنوع الجيني جيد جداً.

تحتاج ملكة النمل إلى إبقاء النطاف معها لعدة عقود قادمة، فهي بالتأكيد لا ترغب ببقاء المعركة الكيميائية بين النطاف قائمة، فقد اكتشف القائمون على سلسلة التجارب تلك بأن الملكة تقوم بتزويد الوسط الحافظ للنطاف بترياق! وعندما أعادوا تجربة عزل نطفة ووضعها في السائل المنوي لذكر آخر، أضافوا هذه المرة شيئاً من السائل الموجود في مكان توضع النطاف لدى الملكة ”السبيرماثيكا“، ووجدوا أن التأثيرات السلبية زالت تماماً.

9. النطاف الغريبة والكسولة

بالتأكيد، قد تؤدي المنافسة بين النطاف إلى تحولات غريبة جداً، ولكن من الناحية الأخرى، فإن قلة المنافسة قد تقود أيضاً إلى عواقب مماثلة. ففي الفصائل التي تتزاوج إناثها عادةً مع ذكر وحيد، تكون المنافسة بين نطاف الذكور المختلفة شبه معدومة، مما يعني أن تطوير الجودة لن يكون أولوية كبيرة بالنسبة لها. فنحن البشر على سبيل المثال، نمتاز بصفة الزوجة الواحدة –نوعاً ما –مقارنة بالعديد من الفصائل الأخرى. وبحسب العديد من التقديرات، فإن 90% من النطاف الموجودة داخل السائل المنوي تكون مشوهة. نعم، فالشكل الذي نعرفة للحيوان المنوي هو فقط صورة الحالة المثالية. فقد تملك بعض خلايا رأسين أو ذيلين، وقد تملك آخرى رأساً مدبباً وما إلى ذلك، ويعتبر ذلك طبيعياً جداً عند البشر وليس هنالك داعٍ للخوف، فنحن لا نملك أسوأ نطاف. إنما يذهب لقب أسوأ نطاف إلى الخلد العاري.

تعيش حيوانات الخلد العاري في مستعمرات متماسكة جداً، حيث يكون الإنجاب مقتصراً على أنثى واحدة فقط من المستعمرة والتي تقوم باختيار من 1 إلى 3 ذكور فقط لتتزاوج معهم حتى انتهاء حياتها، الأمر الذي يلغي وجود أي منافسة بين النطاف تقريباً. وجد الباحثون أن 7% من النطاف تكون قادرة على أداء مهامها، بينما تكون الغالبية العظمى منها مشوهة. بالإضافة إلى كون 15% من النطاف فقط قادرة على السباحة أو التنقل. ولكن على الرغم من أنها تبدو سيئة جداً، فإن تلك النطاف الكسولة تؤدي وظيفتها بشكل جيد. فإنتاج نطاف مثالية يعتبر عملية مكلفة من حيث الطاقة بالنسبة لها، وهو ما تعتبره هذه الحيوانات أمراً غير هام.