相信大家都听过类似的鸡汤:每个人的诞生都是建立在击败数亿竞争对手的前提下,所以不要气馁。我们的出生是最大的成功。
有性雄性动物的生殖细胞是精子,是精原细胞减数分裂形成的,所以含有一半的染色体,而雌性生殖细胞是卵子,也是减数分裂后获得的。最后,胚胎的产生是精原细胞的相遇。
对于精细胞来说,相遇之前是一段漫长的旅程,很多都倒在了前方的路上。只有坚持到最后,他们才能成功。
在大多数人的印象中,精子细胞的结构和外观都很像“蝌蚪”,细胞核聚集在“头部”,大部分线粒体在“尾部”。高中学生物的人应该对细胞的基本结构有详细的了解,包括细胞核、细胞质和细胞质中的细胞器,各种细胞器都有特定的用途,其中线粒体是有氧呼吸的场所,可以为细胞提供能量。
所以细胞能向前移动,这个小“尾巴”起着关键作用。在我们的理解中,“蝌蚪”的运动方式应该和下图类似,小尾巴从一边到另一边向前运动。一般水中的鱼大多以类似的方式前进,尾巴摆动提供动力。
其实不仅我们这么认为,就连科学家也这么认为。第一个观察到精子细胞的人是莱文·胡克,他被称为微生物学的先驱,因为他用自制的显微镜观察到了微生物的存在。400多年前,伽利略第一次将望远镜对准了恒星空,将人类的目光带到了遥远的银河系。然而,大约300年前,列文虎克专注于肉眼看不见的微生物。
列文虎克用显微镜观察了他的精细胞,发现了它的运动模式,而这个精细胞运动模式一直被认为是黄金法则,因为它也是从宏观角度很好理解的。
但不久前,一项研究(关于科学进展)揭示了精子细胞的真实游泳模式,这是一种螺旋三维方式。
论文的第一作者Hermes Gadêlha是布里斯托尔大学的教授。他将精子细胞的这种运动比作水獭的游泳。在三维模型中,它看起来是螺旋前进的,而不是我们常规理解的“小尾巴”左右摇摆。
这篇文章的标题说,精子细胞“欺骗”了科学家350年。其实科学家也很委屈。时代和科技是没有办法限制的。没有如此先进的观测设备,精子细胞的这些奥秘自然不会被发现。就像早期的天文学家一样,我们需要“5.0”的眼睛来研究天文学,肉眼观测非常重要。
现在不同了。各种尺寸的望远镜帮助人们更详细地了解宇宙。同样的,精子细胞螺旋运动的发现是对先进的3D显微镜和各种数学分析技术的重要贡献。这篇眼纸拍摄的精子细胞运动视频是用每秒55000帧以上的高速摄像机拍摄的,还必须配备先进的压电装置,能够快速稳定地上下移动样品台。
这个世界真的很奇妙。无论是宏观的无尽宇宙,还是微观的最小基本粒子,都需要我们到处去观察、学习、记录。
