Es scheint unglaublich, aber männliche Taufliegen (Drosophila melanogaster) produzieren gigantische Spermien, die etwa ihrer eigenen Körpergröße von circa zwei Millimetern Länge entsprechen. Tausende dieser Spermien tummeln sich in den nur Hunderte Mikrometer großen Organen der männlichen oder auch befruchteten weiblichen Insekten. Ein Team um die Biologin Jasmin Imran Alsous vom Flatiron Institute in New York ist deshalb in einer bei »Nature Physics« erschienenen Arbeit der Frage nachgegangen, welcher Mechanismus verhindert, dass sich die langen Samenzellen verheddern.

Um das herauszufinden, haben die Fachleute hochauflösende dreidimensionale Elektronenmikroskopie und Live-Fluoreszenzbildgebung genutzt. Damit blickten sie in das Innere der männlichen Taufliegen – genauer gesagt in die männliche Bläschendrüse, in der sich die dicht gepackten Spermien befinden. Wie die Forschenden erkennen konnten, richteten sich die langen Samenzellen über Entfernungen von mehreren zehn Mikrometern zueinander aus und vollführten über Stunden gemeinsame, schwingende Bewegungen, die teilweise das gesamte Organ durchzogen. Obwohl sich isolierte Spermien nur sehr langsam fortbewegen, kommen einzelne Samenzellen innerhalb der dichten Ansammlung schnell voran, indem sie an benachbarten Zellen vorbeigleiten.

Alsous und ihre Kollegen wollten verstehen, wie es zu dieser kollektiven Dynamik kommt, und entwarfen daher ein physikalisches Modell, das die Bewegungen der Zellen simulieren sollte. Im Modell der Fachleute kann sich ein Spermium entlang eines tunnelförmigen Kanals bewegen, der von seinen Nachbarn gebildet wird. Dabei stellte sich heraus, dass die einzelnen Spermien wohl kleine Wellen formen, sodass sich durch die gegenseitigen Stöße über die Zeit eine gemeinsame Bewegung entwickelt. Alles in allem sei die dichte Packung der Samenzellen dafür verantwortlich, dass sie sich nicht verheddern – und weniger die Form der sie enthaltenden Organe, schreiben die Autoren.