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精子“欺骗”科学家300多年!研究显示:精子钻头一样螺旋前进

从生物学上来讲,我们每个人都从一个受精卵发育而来。

可能在宏观的角度中,怀孕就是两个人一起努力的结果,但在微观视觉中,卵子受精的过程竞争相当激烈。一个胚胎只需要一个精子和一个卵子结合,但实际上在女性的每一次受孕中,会有上千万甚至上亿个精子一起行动,争夺一个成功的名额。

300多年前,人类对女性受孕的认知尚且停留在宏观层面,直到列文虎克用显微镜观察到精子的存在,并观察到它们类似于“小蝌蚪”的外形和“左右摇摆”的运动方式,科学家们才开始向胚胎方向研究。

在《科学进展》杂志发布了一篇关于精子运动轨迹的文章后,人类才打破了300多年来的认知,知道精子并不是像蛇或者鳗鱼那样“左右摇摆”着运动,而是“螺旋式”前进。

发现精子

1677年,人类首次观察到了精子的形态,并将它描述为一种有“长尾巴”和“大头”的微生小虫。

第一次观察到精子的人是来自荷兰的安东尼·列文虎克。

安东尼·列文虎克是荷兰显微镜学家、微生物学的开拓者,生卒均于荷兰代尔夫特。由于勤奋及本人特有的天赋,他磨制的透镜远远超过同时代人。其一生磨制了400多个透镜,有一架简单的透镜,其放大率竟达270倍。其主要成就:首次发现微生物,最早记录肌纤维、微血管中血流。

列文虎克用自己收集到的样本,透过当时的显微镜观察到很多还在运动的微型生物,就像是蛇或者鳗鱼。他惊讶于自己的发现,并把观察到的现象画了下来,描绘了精子大致外形和运动方式。

至此,人类对于精子的认识初步形成。

左右摇摆运动?搞错了!

精子的发现公布后,很多科学家对它的“身份”进行猜测,有过“精虫”一说,也有人将它看作肠道蠕虫,还有人认为精子就是单纯的“搅拌机”,只是为了减缓凝固作用。

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后来,人类发现了卵子,并知道了受孕(受精卵形成)过程,对精子的认识终于有了质的转变。人类关于精子的认知越来越全面且深入,但对于精子运动方式的看法始终保持不变。

但在《科学进展》杂志里,一项研究成果的发布推翻了300多年的传统认知,阐明精子的运动并非“左右摇摆”,而是像钻头一样螺旋前进。

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这一研究结果将被精子“欺骗”的科学家们从深深的误解中拉出来,向世界“澄清”精子的运动方式,刷新人类传统认知。

利用最现金最先进的3D显微镜观察和数学技术还原,专家终于发现了精子的真实运动方式。精子就像是在大头尖端定了一个点,然后根据这个点不断旋转头部,后面的尾巴沿着一个方向一起旋转运动。

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为什么这样“钻”

在新的研究中,科学家发现精子的头部和尾巴似乎各有一套运动方式。从精子运动的重组的三维效果动图来看,它的头部一直在根据固定的轴点不停地旋转,但尾巴却是跟随头部单侧摆动,推动精子整体向前。

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这样的运动方式和受孕条件有关。

在受孕过程中,精子是在做“逆向运动”,而且所处的环境非常艰难。不管是精子运动环境还是受精的途中,真正属于液体的东西非常少,极其容易“被凝固”,然后死亡。为了穿过重重黏腻的障碍,成功找到卵子,它们需要努力扭动身体,找到一切可以“钻”的空隙,向前行进。并且在这一过程中,它们的“活力”决定了自己“生死”。

男性一次排出的精子数量以千万记,根据体制的不同,一般是6千万个及以上。但女性的卵子只有一个,且到达卵子附近需要“长途跋涉”。只有不断运动,才有可能挤走其它“竞争者”,成为最后的赢家,而螺旋式的往前无疑是最省力的。

人体自带的免疫系统管理有时候会将精子当成外来入侵者处理,分泌其它酸性物质影响其活性,同时人体的细胞纤毛会阻挡精子的前进。做螺旋式运动,可以有效自己减少与输卵管其它细胞的接触,防止半路“夭折”。

所以,为了最省力的钻进黏腻的液体、穿过长长的输卵管到达子宫内,精子需要采用最佳的运动方式前进。

扩展

当一些不那么强壮的精子被白细胞半路拦截,余下的精子终于到达卵子附近,可以参与受精这一环节。但并不是第一个到达的精子就一定能成功进入到卵子中,发育成胚胎。

卵子不是来者不拒的,它也会选择自己“喜欢的对象”与其结合。所以卵子的表面分布着一层卵黄透明带,阻隔精子的随意进入。这时候,精子需要用头部接触卵子表面的透明带,释放一种可以溶解透明带物种的酶,并通过被溶解的点进入到卵细胞中。

在这一过程中,一个精子所分泌的酶可能不足以将卵子表面的透明带溶解出空隙,所以会有很多精子一起上前运作。等到一个精子终于突破透明带,进入到卵子中,透明带会将被突破的缺口恢复,不再接受其他精子的进入。

受精后,受精卵会通过输卵管到达子宫内,然后发育成胚胎。9-10个月后,新的婴儿就可以降生了。

由此可知,现在的你就是那个在人生最起始的道路上打败千亿兄弟姐妹、成功拔得头筹的天选之子!

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