精子竟然不是左右摆动前进的,那它到底是如何前进的?

精子竟然不是左右摆动前进的,那它到底是如何前进的?,第1张

虽然人类很早就使用微生物来做一些有用的事情,例如,发酵过程,但直到17世纪显微镜发明之后,人类才知道了微生物的样子。1673年,“微生物学开拓者”列文虎克用自制的显微镜,首次观测到了微生物。

此后,列文虎克用显微镜观测了很多东西,其中包括他自己的精细胞,他在1677年首次发现了精子。在显微镜中,精子看起来宛如小蝌蚪,它们的尾巴(鞭毛)能够向两侧对称摆动,从而让它们可以向前运动。

为了到达目的地,长度仅为0.05毫米的精子需要游动漫长的距离,它们必须要足够努力地游动,因为它们只能存活大约三天。最终,2亿个精子中只有一个能够幸运地与卵子结合,所以每个生命从一开始就是胜利者,生命的诞生可谓是奇迹。

然而,就在科学家以为已经完全了解精子的行为时,一项新的研究结果让科学家认识到了一个巨大的错误。精子的尾巴并不是左右对称摆动,它们是采取螺旋前进的方式。也就是说,科学家被精子“欺骗”了长达343年。

为了研究精子的确切运动方式,科学家使用高速3D显微镜进行观测。这种成像系统每秒能拍摄超过5.5万帧图像,可以追踪运动的每个细节。对捕获到的图像进行建模分析,科学家就能知道精子尾巴的摆动方式。

结果表明,科学家一直以来误解了精子的运动方式。事实上,精子并非以尾巴左右摇摆的方式前进,而是以螺旋的方式。具体而言,精子的这种独特运动由两个独立的控制系统来主导。

一种是沿尾巴的不对称行进波,导致尾巴的摆动方向是单侧的。如果只考虑这个运动,精子就会绕圈游动。另外,尾巴上有规律的驻波还会让整个精子沿着游动方向旋转。总体而言,精子是螺旋滚动前进的,它们的头部旋转钻入周围的液体中,尾巴也会绕着中心轴旋转。

如果从2D角度看来,精子的这种独特运动方式,看来就像是尾巴左右摆动。这项研究表明,列文虎克当年所看到的精子尾巴左右摆动只是一种视错觉,解决了3个世纪以来关于精子如何推动自身前进的误解。

这样的结果确实令人感到意外,没想到一个看似常识的现象其实是假象。只有当我们从更高维度来观测精子的运动时,才会知道实际情况。当然,随着研究技术的进一步提升,现在所观测到的现象可能也是某种假象,但会比过去的认识更接近现实。

对精子运动方式的研究,还能启发仿生学的发展。精子的运动能力很强大,科学家试图以此为模板,制造出独特的游泳机器人,这也许会带来全新的技术变革。

这种微小的机器人可以在血管中游动,把药物直接送到该去的地方,这显然能够大幅提升效果。想要最终研制出游动能力非常强的机器人,对于精子运动方式的深入研究十分有必要。

繁衍生息是所有地球生物的本能,人类也不例外。包括人类在内的大部分高等生物都是采取有性生殖的方式,精子和卵子进行结合,得到受精卵,然后进一步发育成生命个体。

由于生殖细胞非常小,在很长一段时间以来,人类并不知道它们是怎样的。直到1677年,微生物学之父列文虎克用自制的显微镜观测了自己刚刚排出体外的精液,第一次发现了精子的存在。

列文虎克在显微镜中看到,每个精子有一个头和尾巴组成,就像小蝌蚪一样,其长度约为50微米。随着尾巴的左右摆动,精子可以在液体中游动,并前往目的地,与卵子进行结合。

虽然现在距离精子的发现已经过去了343年,但科学家至今还没有完全了解它们的行为,每年都会出现新的发现,例如,一项研究表明,最先到达的精子不一定会成功受精,它们还会受到卵子的二次选择。结果显示,女性的卵泡液对她们的伴侣精子更有吸引力,这要比非伴侣的高出大约18%。

事实上,就连科学家认为早已弄清的情况都不一定是真实的。多年来,科学家观测到的精子游动方式就像鱼一样,通过左右摆动尾巴,来推动它们自身前进。然而,新研究表明,科学家被精子“欺骗”了343年,它们的游动方式其实是螺旋形的。

物理学表明,对于生活在三维空间中的人类,并不能看到真正三维的物体,我们所看到的其实是物体的二维投影。因此,科学家此前通过显微镜观测时,只是看到了精子的二维运动方式,它们在第三个维度上的运动方式其实是未知的。

为了揭示精子在三维空间中如何前进,生物学家不再使用传统的显微镜,而是采用高速3D显微镜,它一秒钟可以捕捉到将近6万个画面,由此可以得到精子的运动方式。

研究结果出乎科学家的意料,精子其实是采用螺旋滚动的方式而前进,并非此前所认为的左右摆动方式。在精子尾巴上的不对称行进波和有规律驻波的共同作用下,它们会环绕一条中心轴不断旋转前进。

倘若通过普通显微镜进行观测,只能看到精子的二维运动方式,精子看起来如同鱼在左右摆动尾巴前进一样。也就是说,科学家此前看到的现象其实是视错觉。

这世界上还有很多类似的情况,例如,我们都认为地球以一个闭合的椭圆轨道环绕太阳运动,但如果考虑到太阳带着地球一同环绕银河系中心运动,那么,地球在银河系中的运动轨迹就不是椭圆形,而是一个螺旋形,地球每次完成公转一周后都不会回到原来的空间中。

精子活动力分为4级:

a级表示精子活动极好,呈快速直线向前运动

b级表示精子活动很好,直线向前运动

c级表示精子活动力一般,只向前曲线运动

d级表示精子活动能力差,只在原地蠕动。

快速向前运动的精子a级和稍慢速向前运动的精子b级(a级+b级)≤50%或a级精子≤25%。

①轻度弱精子症是指a级+b级精子≤50%,但≥30%或a级精子≤25%,但≥10%

②中度弱精子症是指a级+b级精子≤50%,但≥30%,其中a级精子≤10%

③重度弱精子症是指b级+c级精子数量≤30%,其中a级精子为零。弱精子症时,精子无力前行,难以穿过子宫颈管、子宫腔,直达输卵管与卵子结合,因而造成生育能力低下。

日常可以多吃一些海鲜类产品,例如牡蛎等。

建议可以尝试吃恒优态玛卡黄精复配,配合饮食改善,可吃蔬菜,豆制品,瓜子,瘦肉,牡蛎,动物肝脏等食物


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