精子“骗了”科学家350年！研究发现：精子像钻头那样螺旋游动
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人类作为哺乳动物 ， 繁衍后代的方式是有性生殖 。 2亿个精子开始游动 ， 一路披荆斩棘 ， 最后只有一个才能极其幸运地与卵子结合 。 同样都是携带23条染色体的精子和卵子相遇 ， 然后结合成受精卵 ， 最后发育成个体 。 那么 ， 精子究竟是怎样游向卵子的呢？
对于精子的最早研究 ， 要追溯到大约350年前的微生物学先驱——列文虎克 。 他通过自己打磨镜片 ， 自行设计和制造了性能优异的显微镜 ， 这开启了人类研究微生物的时代 。
列文虎克采集了池塘中的水 ， 放在显微镜下进行观测 。 他惊奇地发现 ， 水中竟然有生命体在动来动去 ， 这是人类第一次观测到细菌 。 此后 ， 他又观测到了各种液体中的微生物 。
列文虎克对生命诞生的奥秘颇感兴趣 ， 他在显微镜下观测到了自己的精子 ， 它们长得像蝌蚪一样 ， 长着一条尾巴（鞭毛） ， 可以像蝌蚪一样游动 ， 他把观测到的结果手绘了下来 。
此后 ， 列文虎克又观测了其他哺乳动物、鱼类、鸟类等动物的精子 ， 都发现了相同的现象 。 他据此推测 ， 精子会穿透卵子 ， 使其受精 ， 从而孕育出新生命 ， 这是人类第一次对生命的诞生有了准确的科学认识 。
在列文虎克之后 ， 科学家制造出越来越先进的显微镜 ， 对于精子的研究还在继续 。 观测结果显示 ， 精子的长度约为0.05毫米 ， 其结构可以分为三大部分：头部、中段和尾巴 。
精子的头部最前端被称为顶体 ， 其中含有用于穿透卵子的酶 。 头部中存在细胞核 ， 里面有23条染色体 ， 有的包括一条X染色体 ， 还有的包括一条Y染色体 。 中段存在线粒体 ， 这是“细胞的发电站” ， 能够产生ATP ， 为精子活动提供能量 。
精子的尾巴最长 ， 位于中心的是轴丝 ， 那里有动力蛋白 。 精子的尾巴可以不断摆动 ， 产生让它们前进的动力 。 一般而言 ， 精子在液体介质中的运动速度约为16至65微米/秒 ， 也就是每分钟前进1至4毫米 。
自第一次观测到精子以来 ， 科学家就知道精子的细长尾巴可以左右扭动 ， 就像蝌蚪那样 ， 在液体中游动 。 然而 ， 《科学进展》（Science Advances）杂志刊载的研究显示 ， 精子的运动方式根本不是科学家此前所想象的那样 。
研究显示 ， 精子的头部和尾巴都在旋转 ， 但不是同步的 。 之所以科学家被精子“欺骗”这么多年 ， 是因为此前的研究都是2D的 。 通过3D成像技术 ， 科学家捕捉到了精子在三维空间中的运动细节 。
结果让人意外 ， 精子的运动方式非常特别 ， 就像螺旋前进的钻头那样 ， 而非是蝌蚪那样的游动方式 。 只是在普通显微镜看来 ， 精子的这种独特运动方式被误以为是尾巴左右摆动 。
这就如同地球在银河系的星际空间中的运动方式 ， 完全不是我们想象的那样 。 地球绕着太阳公转 ， 每年转一圈 。 但事实上 ， 地球在一年后并没有回到原来的空间 ， 这是因为太阳本身也在带着地球在星际空间中运动 。 综合而言 ， 地球在星际空间中的运动轨迹是螺旋形的 。
就这样 ， 精子一路螺旋前进 ， 大约一个小时后到达输卵管 。 但这一路困难重重 ， 有的精子游错方向 ， 还有很大一部分无法适应酸性环境而失去活力 。 到达输卵管时 ， 精子的数量从最初的2亿个骤降到只有几十上百个 。
最后 ， 只有一个精子可以幸运地穿透体积是其1000万倍的卵子 。 一旦卵子受精后 ， 其他精子都会被排除在外 。 哪个精子最终能够受精 ， 可能与卵子的偏好有关 ， 《英国皇家学会学报B》（Proceedings of the Royal Society B）刊载的研究表明 ， 卵子会为偏爱的精子“开后门” 。
此后 ， 受精卵开始发育 。 精子的作用不只是提供染色体 ， 决定胎儿的性别 ， 来自精子的基因还会控制胎盘的形成 。 受精卵不断分裂与增殖 ， 逐渐发育成胚胎 ， 最终孕育出了新的生命 。
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