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顯微鏡下見證精子是怎麼游泳的

精子在細胞的尺度上, 可以說是“游泳冠軍”了, 對科學家來說, 粗略觀察精子游泳一點都不難, 但想仔細地研究精子遊動的細節卻不是件容易的事, 精子像閃電俠那樣神龍見首不見尾——如果不算尾巴的話, 人的精子身長只有4-5微米, 必須要用高倍數的顯微鏡放大了看才能看清它的模樣;但精子先生每秒卻可以移動幾十倍於自身體長的距離, 高倍的鏡頭壓根跟不上精子先生的速度, 更別說分析它游泳的姿態了。

難道我們只能永遠霧裡看花地看精子先生嗎?我們可想欣賞下這位冠軍的泳姿啊?好吧,

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這個願望就要實現了, 美國科學家近期發明了一種全息影像技術, 終於成功弄清了精子先生的移動方式。

這種技術摒棄了傳統的顯微鏡鏡頭, 而是將含有精子的樣品放置在一塊小晶片上。 在晶片的正上方, 一個紅色的LED燈將光照向精子, 並在晶片上留下每個精子水準移動時頭部的陰影。 與此同時, 另一個藍色的LED燈則以不同的角度照向精子, 使精子垂直移動時產生的陰影也得以被晶片記錄。

左圖為全息影像系統的示意圖, 右圖為重組的1575個精子運動的3D模型圖。

不同的顏色代表同一個精子頭部處於這個位置時的時間

科學家們在顯微鏡下發現精子先生們的泳姿可謂多種多樣, 雖然都是搖動著小尾巴前進,

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但泳姿卻又經常變化, 大概可以分為4種。 其中大約有超過90%的精子採取的是普通前進泳姿:這些精子以極快的速度前進(每秒140微米, 近自己身長的40倍), 在前進時, 它們也會偶爾像醉漢一樣左右搖晃。 比較文藝的精子先生則能走成一個非常完美的螺旋型泳姿, 但文藝畢竟是稀缺貨, 這類精子先生也只占了全體精子的4%-5%左右。 在剩下的精子先生中, 有一些走得非常狂野, 喜歡橫衝直撞;而另一些則東施效顰, 走法介於文藝型和狂野型之間, 不倫不類。

精子四種不同的運動方式, 小圖為頂視圖

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精子從睾丸產生後就要經歷艱難的、比精子本身長度大無數倍的漫長路程才能從陰☆禁☆莖開口處排出體外。 一個成熟的男人, 每天要從睾丸的精曲小管中產生數以千萬計的不會活動的精子。 在它們到達陰☆禁☆莖開口處之前, 男性生殖系統各個結構為精子提供營養, 創造舒適、優美的生存環境, 讓它們在這種環境中成熟, 並學會“游泳”, 培養成具有穿透卵子使卵子受精的能力。 然後通過男女歡愉的性☆禁☆交活動, 將精子射入陰☆禁☆道。

精子先生:得了冠軍, 我最想感謝鞭毛的幫助!

我之所以能夠鍛煉如此高速的泳技, 還得得力於運動器官鞭毛的作用, 鞭毛是某些細菌菌體上具有細長而彎曲的絲狀物,

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是細菌的運動器官。 而有了鞭毛的我就可以遊動, 遊動的我被睾丸主人釋放後, 在22~25℃下可活動1小時左右。 一旦我到達卵細胞小姐處, 具鞭毛的帶狀結構便自行脫落, 然後我的細胞核直接與卵小姐接觸。 至於不具鞭毛的其它精子同伴們是否能夠自主運動, 我也不太清楚。

精子的鞭毛特寫

我身上的鞭毛是以一種協調順序反復傳播正弦波。 這樣, 以鞭毛內產生的能量就能來調節我的運動。 鞭毛有解剖學上縱行排列的收縮蛋白質、粗大纖維和與它相關聯的微絲及微管。 因此為了克服諸如宮頸粘液這樣的粘性腔液的阻力, 就需要有這樣的推動力。 我為了有效地向前運動, 必須使運動波達到協調, 並作為發育過程中的一個結果保持下來。

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我在睾丸主人鄰居, 即附睾有過一段成長歲月, 在這過程中, 發生了一系列變化。 在附睾頭部的我當時既無活動力並顯示異常遊動, 傾向以環狀方式前進。 當我通過附睾時, 我的泳動能力變為單一方向性。 我的質膜表面特徵發生了重要變化, 但在我成熟後不會有結構性頂體變化。

精子先生:我尋覓卵細胞小姐的艱辛之路

我的一生就是為了尋覓卵細胞這位心上人而存, 在離開之際, 睾丸主人給我們講過, “在那個時刻到來時, 蟄伏的地火噴湧而出, 將席捲一切生靈。 而你們也將被卷出風暴眼, 進入一個奇妙的世界。 在那兒你們要進行障礙遊, 誰先遊到終點, 誰就能成人。 最後的成功者只有一位。 ”

那一刻終於到來了,千軍萬馬都從睾丸主人家裡出發,大家蜂擁而上,我拼命游拼命遊,不時變化泳姿去適應泳道,旁邊的兄弟們一直在你先我後地廝殺,但我必須無情必須冷漠,不能讓任何一絲柔軟的情愫減緩我的速度,而速度就意味著生命。我的頭腦中已容不下任何東西,除了要得第一的信念。

精子出發

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精子到達卵子附近

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堅持到最後、一直游泳著的兄弟,數目還不到200。我終於在離她近十米遠的地方超過了領先的兄弟,我不顧一切把兄弟們都撞開,最終只有我一個人遊到了她的面前,抱住她就什麼也不知道了,耳邊好象幽幽地聽見,“你終於來了。”就這樣,我終於與卵細胞小姐相遇,化為受精卵,如何梁山伯祝英台般,我們愛的結晶就是受精卵,無論如何,我成功了,我們在一起了!

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精子:我歷盡千難萬險,才終於找到你 --心愛的卵子,你美麗、健康又新鮮、純潔。

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20—29歲:在男人一生中,我在這個時候是最活躍的時期。每一個“小蝌蚪”般的我都隨時準備去尋找卵子的存在。這也是要保護我健康的關鍵時期。如果此時男性積極運動,能明顯延長我的活躍期,也會降低日後發生勃起障礙的幾率。

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小編總結:

都說冠軍得來不易,看來精子先生也是歷盡艱辛,衝破重重關卡才能最終與卵細胞相遇,經過這麼形象生動的描述後,媽咪們是不是對精子先生的泳姿和成功案例,佩服到底呢。

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