Vova Krasen
0 
3735
770
Under ett mikroskop verkar mänsklig sperma att simma som vinglande ål, svansar svirrande fram och tillbaka när de söker ett ägg att befrukta.
Men nu avslöjar ny 3D-mikroskopi och höghastighetsvideo att spermierna inte simmar i denna enkla, symmetriska rörelse alls. Istället flyttar de med en rullande snurr som kompenserar för det faktum att deras svansar faktiskt bara slår till en sida.
"Det är nästan som om du är en simmare, men du bara kunde vrida ditt ben åt ena sidan", sa studieförfattaren Hermes Gadêlha, en matematiker vid University of Bristol i Storbritannien. "Om du gjorde det i en pool och du bara gjorde detta åt en sida, du skulle alltid simma i cirklar ... Naturen i sin visdom kom [med] ett mycket komplext, genialt sätt att gå framåt. "
Relaterad: Sexiga simmare: 7 fakta om spermier
Konstiga simmare
Den första personen som observerade mänskliga spermier på nära håll var Antonie van Leeuwenhoek, en holländsk forskare känd som far till mikrobiologi. 1677 vände van Leeuwenhoek sitt nyutvecklade mikroskop mot sin egen sperma, för första gången han såg att vätskan fylldes med små, viftande celler.
Under ett 2D-mikroskop var det tydligt att spermierna drevs med svansar, vilket tycktes vinkla sida vid sida när spermahuvudet roterade. Under de kommande 343 åren var detta förståelsen för hur människans spermier rörde sig.
"[M] några forskare har hävdat att det troligtvis finns ett mycket viktigt 3D-element för hur sperma svansen rör sig, men hittills har vi inte haft tekniken för att tillförlitligt göra sådana mätningar," säger Allan Pacey, professor i andrologi vid University of Sheffield i England, som inte deltog i forskningen.
Den nya forskningen är alltså ett "viktigt steg framåt", skrev Pacey i ett e-postmeddelande till .
Gadêlha och hans kollegor vid Universidad Nacional Autónoma de México startade forskningen av "utforskning av blå himmel", sade Gadêlha. Med hjälp av mikroskopitekniker som möjliggör avbildning i tre dimensioner och en höghastighetskamera som kan fånga 55 000 bilder per sekund, spelade de in mänskliga spermier som simmar på en mikroskopbild.
"Det vi hittade var något helt överraskande, för det bröt helt med vårt trossystem," berättade Gadêlha .
Relaterad: De sju största mysterierna i människokroppen
Spermens svansar vred inte, piskliknande, sida vid sida. Istället kunde de bara slå i en riktning. För att vrida framåt rörelse från denna asymmetriska svansrörelse, roterade spermahuvudet med en jitterig rörelse samtidigt som svansen roterade. Huvudrotationen och svansen är faktiskt två separata rörelser som styrs av två olika cellulära mekanismer, sade Gadêlha . Men när de kombineras är resultatet något som en snurrande utter eller en roterande borrbit. Under en 360-graders rotation utvecklas svansrörelsen på en sida ut och lägger till framdrivning framåt.
"Sperman simmar inte ens, spermierna borrar i vätskan," sade Gadêlha.
Forskarna publicerade sina resultat idag (31 juli) i tidskriften Science Advances.
Relaterat innehåll- 7 sätt att göra barn kan förändras
- 51 Slumma fakta om sex
- 10 saker som varje kvinna ska veta om en mans hjärna
Asymmetri och fertilitet
I tekniska termer kallas hur spermierna rör sig för precession, vilket betyder att det roterar runt en axel, men den rotationsaxeln förändras. Planeterna gör detta i sina rotationsresor runt solen, men ett mer bekant exempel kan vara en snurrande topp som vinglar och dansar runt golvet när den roterar på spetsen.
"Det är viktigt att notera att spermierna simmar genom en mycket mer komplex miljö på deras resa till ägget än vätskedroppen som de observerades i denna studie," sade Pacey. "I kvinnans kropp kommer de att behöva simma i smala kanaler med mycket klibbig vätska i livmoderhalsen, väggar i böljande celler i äggledarna, liksom de måste hantera muskelsammandragningar och vätska som skjuts längs (av wafting toppar av celler som kallas cilia) i motsatt riktning till vart de vill åka. Men om de verkligen kan borra sig framåt, kan jag nu se mycket bättre tydlighet hur spermier kan hantera denna attackkurs för att nå ägget och kunna komma in i det, "sa Pacey
Spermens rörlighet, eller förmågan att röra sig, är en av de viktigaste måtten fertilitet läkare ser på när man bedömer manlig fertilitet, sade Gadêlha. Rulningen av spermishuvudet beaktas för närvarande inte i någon av dessa mätvärden, men det är möjligt att ytterligare studier kan avslöja vissa defekter som stör denna rotation och därmed stymmer spermiernas rörelse.
Fertilitetskliniker använder 2D-mikroskopi, och mer arbete behövs för att ta reda på om 3D-mikroskopi kan gynna deras analys, sade Pacey.
"Visst skulle alla 3D-metoder vara snabba, billiga och automatiserade för att ha något kliniskt värde," sade han. "Men oavsett detta är detta papper verkligen ett steg i rätt riktning."
Ursprungligen publicerad i .
Se alla kommentarer (8)