¿Cómo avanzan los espermatozoides?
El ser humano sólo ha podido ver el aspecto de los espermatozoides desde hace más de 300 años. En 1677, el biólogo holandés Leeuwen Hooke inventó el primer microscopio de la historia, lo que abrió nuestro conocimiento del mundo de los microorganismos. .
Esto es tan significativo como la invención del telescopio por parte de Galileo en 1609, que se utilizó por primera vez en astronomía. Uno amplió la visión humana y el otro la amplificó.
La diferencia entre Leeuwen Hooke y Galileo es que su negocio principal es un comerciante de telas y nunca ha experimentado una educación profesional sistemática, pero comprende el pequeño mundo que es invisible a simple vista. Un interés especial le llevó a convertirse en el padre de la microbiología.
Porque cuando se dedicaba a su negocio principal, a menudo usaba una lupa para observar la calidad de las telas. De hecho, la lupa en sí es un microscopio con un aumento muy pequeño, solo unas pocas veces. de magnificación.
Para poder ver con mayor claridad y ver más detalles, a menudo mejoró los equipos de observación. De esta manera, Leeuwen Hooke inventó el primer microscopio óptico con un aumento de 200 veces.
A medida que aumentaba la ampliación, veía el mundo que antes no podía ver. A partir de entonces, se obsesionó con el mundo microscópico. Quería echar un vistazo a todo lo que veía bajo un microscopio. Al inventar el primer microscopio, ese mismo año descubrió microorganismos que nunca antes se habían conocido.
Una noche, después de que él y su esposa terminaron su trabajo, de repente se le ocurrió poner su material genético bajo un microscopio para observarlo. Vio microorganismos vivos que parecían renacuajos con la cola balanceándose de lado. a un lado. Este es el esperma como nunca antes se había visto.
Al día siguiente informó de este gran descubrimiento a la Academia de Ciencias. Su descripción decía: Vio innumerables microorganismos vivos.
Desde entonces, la comprensión de la gente sobre los espermatozoides y la forma en que se mueven se ha basado en el descubrimiento de Leeuwen Hooke, quien creía que la forma en que los espermatozoides nadan en líquido es la misma que la de nuestras anguilas y renacuajos comunes. mueve tu cola de lado a lado para impulsarte hacia adelante.
Y durante los siguientes 200 años, la gente también creía que el esperma estaba vivo y con vida completa como un renacuajo, que contenía un o "enano" en su interior, que entraba. Las mujeres buscan óvulos en sus cuerpos, justo buscando un lugar para desarrollarse.
En otras palabras, el óvulo no aporta ninguna contribución sustancial a la vida, solo proporciona un espacio de crecimiento para el desarrollo de los espermatozoides. Esta visión no fue revocada hasta el siglo XVIII con el desarrollo de la epigenética, y se supo que hombres y mujeres contribuyen por igual a la descendencia.
Pero la comprensión de los científicos sobre el estado de motilidad de los espermatozoides es errónea, porque incluso si ahora se observa con el microscopio más avanzado, se verán renacuajos balanceándose de izquierda a derecha.
Así que nadie ha cuestionado nunca esta cuestión, y todo el mundo piensa que éste es el verdadero estado de movimiento de los espermatozoides.
Pero este tipo de observación de los espermatozoides se realiza desde una perspectiva 2D. Con el desarrollo de la tecnología de microscopio 3D, los científicos intentaron el año pasado realizar observaciones 3D sobre el movimiento de los espermatozoides y el rápido movimiento de su cola. Modelado;
Debido a que la cola de un espermatozoide es muy pequeña, solo la mitad del ancho de un cabello humano, y su cola se balancea muy rápidamente, hasta 20 veces por segundo, los científicos utilizaron el Un ultra- Una cámara de alta velocidad que toma 55.000 fotografías escanea el movimiento de los espermatozoides desde una perspectiva 3D.
La estructura descubrió que el movimiento de los espermatozoides es mucho más complicado de lo que imaginábamos. Su cola no se balancea hacia la izquierda y hacia la derecha en ambos lados del cuerpo, sino que se balancea rápidamente hacia un lado;
Obviamente, el movimiento rápido de un lado proporcionará una fuerza asimétrica a los espermatozoides, haciendo que los espermatozoides giren en su lugar y no puedan nadar hacia adelante, tal como deberían ser los remos de un bote presionados contra el costado del bote. no Si quieres caminar en línea recta, girarás en círculos.
Pero el esperma ha encontrado una manera de lidiar con esta asimetría, que consiste en girar sobre su eje, creando así simetría a partir de la asimetría. Proporciona impulso hacia adelante. Nada como una nutria en 3D.
Es más como si los planetas de todo el sistema solar siguieran la trayectoria del sol mientras viaja a través de la galaxia.
La imagen de arriba muestra la forma en que se mueve el espermatozoide desde una perspectiva 3D, y la forma en que se balancea su cola. Se puede ver que su cola solo oscila rápidamente hacia un lado, pero mientras el espermatozoide gira, mira. como su cola Es como balancearse.
Visto desde una perspectiva 2D, el espermatozoide parece un renacuajo nadando con la cola meneando.
Ahora que lo pienso, si el espermatozoide simplemente mueve su cola de izquierda a derecha, será demasiado agotador para nadar, especialmente en una carretera con líquidos finos, viscosos y llenos de baches. Es aún más difícil avanzar porque el poder es demasiado pequeño. Es muy probable que te quedes varado a mitad del camino.
Pero la precesión en espiral como un taladro no sólo es poderosa sino también más estable. Este método de natación proporciona una gran ayuda para que los espermatozoides encuentren rápidamente el óvulo.
Desde los diminutos espermatozoides podemos ver los principios más básicos de la naturaleza, desde la natación de las nutrias hasta el movimiento de los planetas.
Pero los espermatozoides contienen muchos más secretos. Cada vez hay cientos de millones de espermatozoides compitiendo por un óvulo. En el pasado, pensábamos que se trataba de una carrera de obstáculos justa. carreras;
El organizador colocará algunos obstáculos físicos en la pista, como que la pista se vuelva estrecha, aparezcan obstáculos a mitad de camino, callejones sin salida, curvas, etc., además de colocar armas químicas, por ejemplo. , las células inmunitarias del organizador buscarán espermatozoides extraños, así como cambios en el entorno de la pista, etc.
Estos son peligros fatales para los espermatozoides. La mayoría de los espermatozoides morirán en el camino. Al final, solo unos pocos espermatozoides pueden ver el óvulo y solo un espermatozoide puede combinarse con el óvulo.
Siempre hemos creído que los espermatozoides son simplemente competidores puros, se llevarán bien y el espermatozoide que al final gana suele ser el nadador más fuerte y más rápido.
Sin embargo, las últimas investigaciones han descubierto que el maratón de esperma en la pista no es una simple carrera de obstáculos, sino una carrera de utilería. Los amigos que han jugado juegos de velocidad deben tener muy claras las reglas de la carrera de utilería. Además de los establecidos por el organizador, además de los obstáculos, los jugadores también utilizarán accesorios para lastimarse entre sí.
Sí, los espermatozoides son así, se convierten en competidores despiadados cuando compiten.
Los biólogos han descubierto a través de investigaciones con espermatozoides de ratón que algunos espermatozoides en el cromosoma 17 contienen un gen haplotipo T. Los espermatozoides con este gen pueden liberar sustancias nocivas para "envenenar" a otros espermatozoides que no tienen este gen, provocando que estos espermatozoides. perder la capacidad de coordinar sus movimientos.
Para evitar ser envenenados, los espermatozoides con genes del haplotipo T también liberarán un "antídoto", pero este antídoto sólo es efectivo para sí mismos.
Debido a que esos espermatozoides envenenados han perdido la energía para coordinar sus movimientos, no caminarán en línea recta, sino que darán vueltas en su lugar hasta que mueran. Los espermatozoides que no estén envenenados se precipitarán hacia el óvulo. a toda velocidad.
Este hecho nos dice que la vida no es del todo justa desde el principio. El ganador final no es necesariamente el nadador más rápido, sino el que tiene genes más ventajosos.
doi.org/10.1371/journal.pgen.1009308