長期以來,精子一直在愚弄科學家。人類精子不是通過像螺旋槳那樣轉動尾巴來直線游動,而是不平衡地甩動尾巴并滾動以平衡偏離中心的行程。
300多年前,顯微鏡先驅安東尼·范·列文虎克(AntonievanLeeuwenhoek)描述了以對稱模式搖擺的精子尾巴,就像“蛇或鰻魚的尾巴”。然而,研究人員在7月31日的《科學進展》雜志上報告說,普遍認為精子尾巴以平衡方式移動的觀點并沒有捕捉到三個維度上實際發(fā)生的情況。
實驗室中自由游動的人類精子的高速3-D顯微鏡顯示,細胞在移動時呈螺旋狀,這與之前的研究一致。英國布里斯托爾大學的數學家HermesGadêlha說,精子幾乎要鉆入周圍的液體中。
與人們的想法相反,精子的尾巴并不是對稱擺動的。高速3-D顯微鏡和數學分析表明,當細胞滾動時,尾巴僅向一側擺動。運動的組合使精子保持向前游動。
Gadêlha和同事使用游動精子的自動跟蹤和位置數據的數學分析,將精子尾部運動分解為兩個部分。令人驚訝的是,其中一個只是在細胞的一側擺動。Gadêlha說,這就像一個人只用身體的一側游泳。就其本身而言,這種不平衡的劃水會導致原地打轉。
但是尾部運動的第二個組成部分導致精子旋轉,平衡了不平衡的行程。從上面看,精子尾巴看起來像是在對稱地跳動,正如歷史上所描述的那樣。但是更復雜的3-D運動讓精子一直向前游動。
英國謝菲爾德大學的男性生育專家AllanPacey說,新的3-D測量在理解精子運動方面向前邁出了步。不過,還需要進行額外的調查,以了解精子在女性生殖道中是否以相同的方式移動,在那里它們必須與液體運動和狹窄的通道相抗衡才能到達卵子(SN:2/13/19)。Pacey說,此類研究可能為人類不育癥的診斷和治療提供信息。
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