Почему наружное оплодотворение требует большего числа сперматозоидов?

Коротко: потому что в воде (или другой внешней среде) сперматозоиды стремительно разбавляются, рассеиваются и гибнут, а значит вероятность встречи с яйцеклеткой очень мала. Видовое «решение» — выпускать их на порядки больше.

Чуть разверну:

1. Разбавление и диффузия. Внешняя среда — огромный «резервуар». Сперматозоиды быстро расходятся, концентрация падает, а радиус «захвата» яйцеклетки микроскопический. Чтобы хоть несколько дошли, нужен гигантский исходный поток.

2. Течения и турбулентность. Вода уносит гаметы в разные стороны. Даже при массовом нересте значительная часть спермы просто уходит мимо «окна» встречи.

3. Короткая жизнь и уязвимость спермы. Вне организма сперматозоиды живут недолго и чувствительны к температуре, pH, солёности, УФ-свету. Большинство теряет подвижность ещё до того, как встретит яйцо.

4. Поедание. Гаметы — пища для планктона и фильтраторов. Биологические «потери при транспортировке» огромны.

5. Нет направленного переноса. Внутри организма самка фактически «подводит» сперму к яйцу; снаружи — это почти случайный поиск. Да, яйцеклетки могут выделять хемоаттрактанты, но градиенты быстро разбавляются, и без высокой начальной концентрации пользы мало.

6. Конкуренция между самцами. При массовом «распылении» (broadcast spawning) несколько самцов одновременно выбрасывают сперму. Чтобы повысить шансы на оплодотворение именно «своих» яиц, каждый старается перекрыть конкурентов количеством.

7. Несинхронность по времени. Выброс гамет не идеален по синхронизации; избыточное число сперматозоидов повышает шансы, что часть останется жизнеспособной в нужные минуты.

8. Полиспермия и «гонка первого». Яйцо блокирует вход после первого успешного сперматозоида. Чтобы этот «первый» вообще нашёл яйцо вовремя, нужен вал кандидатов.

Отсюда и контраст: при внутреннем оплодотворении сперма доставляется близко к яйцеклеткам и защищена — эффективность выше, и «лишних» клеток нужно меньше. При наружном оплодотворении природа компенсирует низкую вероятность встречи числом: больше сперматозоидов (и часто больше яиц).