估計很多人都聽過這麼一句話,“在精子階段我們就不辭千辛萬苦,跑贏了幾億個兄弟姐妹,才來到這個世界上,所以今天我們有什麼理由不努力呢?”
頒獎典禮,呱唧呱唧
(圖片來源:Pixabay)
這雞湯一開始是誰架鍋熬的,奇點糕就不去查證了……不過能把精子在生殖道內經歷的艱難險阻,簡化成一場百米競速賽,您是給後面多少人提供了闢謠素材啊。再說了,精子的結構裡可沒有“腿”,要比喻也得換成游泳類項目啊。
提問時間到:各位讀者的認知當中,精子是怎麼前進,“跑”贏兄弟姐妹們的呢?
像下面這樣?
恭喜您,回答錯誤,不過這也不怪您。從當年發明顯微鏡的列文虎克開始,人類就被這些小蝌蚪們騙了,一騙就是整整350年!
近期一項由英國布里斯托大學和墨西哥國立自治大學合作開展的研究顯示,精子的前進其實是一種不對稱的、螺旋式的三維前進,並非單純的左右擺動,研究論文發表在Science Advances上[1]。
這螺旋式的三維前進是怎麼一回事,還是直接看圖好啦:
用論文第一作者,布里斯托大學Polymaths實驗室教授Hermes Gadêlha的話說,這種螺旋式三維前進,就像是水獺在水中游動一樣。
水獺:???
沒事Cue我幹啥?
(圖片來源:Pixabay)
不過科學家們都這麼說了,就接受這個比喻吧……畢竟在研究精子的問題上,Polymaths實驗室可是專業的,看他們實驗室的Logo就知道了。
注意看左上角,啊哈
能夠發出這麼一篇論文,要做的工作當然不只是拍個視頻這麼簡單。
為了分析精子的真實運動狀態,研究者們動用了最先進的3D顯微鏡和數學技術。比如精子向前遊動的圖像,是用一架每秒能拍攝超過55000幀的高速相機,配合帶有壓電裝置,能以極高的速率上下移動樣品的顯微鏡載物臺拍攝出來的[2]。
這些設備比起列文虎克的顯微鏡,實在是不知道高到哪裡去了,也不怪列文虎克會看錯,他所看到的“水中的鰻魚式”左右對稱運動,其實是一種視覺錯覺。
3D顯微鏡和高速相機下,科學家們看到的是這麼一幕:精子尾部其實是在螺旋式前進,但精子的頭部卻會同時轉圈圈,這兩種轉動都是不對稱的,但聯合在一起就能讓精子向前遊動,不會原地打轉。
用物理學上的說法,這種旋轉模式叫做“進動”(Precession),就好像地球、火星等太陽系的行星,在宇宙當中會一面自轉,一面繞著太陽公轉一樣。好麼,精子運動的奧秘都上升到宇宙層面了……
精子的神奇著實令人拍案叫絕,就連研究者們發現這一點都大感意外,於是他們足足用了近兩年的時間對結論進行了確認。付出這麼多努力,科學家們當然不是隻想看小蝌蚪旋轉的。
Gadêlha教授和另外幾位研究者都表示,理解精子的真實運動模式,是深入瞭解不孕不育原因的重要一步,畢竟科學界仍然對精子在女性生殖道內的前進模式知之甚少。這些基礎研究,有朝一日都有望轉化到臨床診療當中。
人體的奧秘實在是太多太多啦,奇點糕的認知這次就狠狠被刷新了一波……等等,這種突然覺得自己的出生更加神奇的感覺是怎麼回事?嗯是錯覺吧,是的吧。
編輯神叨叨
參考資料:
1.Gadêlha H, Hernández-Herrera P, Montoya F, et al. Human sperm uses asymmetric and anisotropic flagellar controls to regulate swimming symmetry and cell steering [J]. Science Advances, 2020, 6(31): eaba5168.
2.https://phys.org/news/2020-07-human-sperm-centuries-old-assumption.html
頭圖來源:Pixabay
本文作者 | 譚碩
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