تصل الحيوانات المنوية البشرية إلى قناة فالوب وتخصب البويضة. على العموم هميجب نقل مسافة 15 سم إلى 18 سم.مع الأخذ في الاعتبار أن الحيوانات المنوية هي من أصغر الخلايا في الحيوانات -يبلغ طول الحيوان المنوي البشري من الطرف الطرفي إلى النهاية حوالي 50 ميكرون فقط.، فالتحرك أكثر من 15 سم ليس بالمهمة السهلة.
في الواقع، ليست المسافة بعيدة جدًا بالنسبة للحيوانات المنوية فحسب، بل هناك أيضًا العديد من "الأفخاخ المتفجرة" في رحلة الـ 15 سم، لأن الحيوانات المنوية هي جسم غريب بالنسبة للمرأة وسيتم الدفاع عنها بشكل طبيعي ضدها.
وتشمل هذه الحيوانات المنوية مخاط عنق الرحم، وخلايا الدم البيضاء التي تبتلع الحيوانات المنوية، وما إلى ذلك. عندما تنطلق مئات الملايين من الحيوانات المنوية في نفس الوقت في كل مرة، يمكن لحوالي 200 فقط الوصول إلى وجهتها - الاتصال بالبويضة.
كوابان / فليكر
لذا فإن السؤال المثير للاهتمام هو كيف تتحرك الحيوانات المنوية؟ وكيف يحصل على الطاقة لمواصلة المضي قدما؟
هناك بعض القصص المثيرة للاهتمام حول "سباحة" الحيوانات المنوية، لذا يجب ذكرها بشكل منفصل. لقد خدع هذا الشيء العلماء لأكثر من 300 عام.
كيف خدعت الحيوانات المنوية العلماء لأكثر من 300 عام
في عام 1677، بعد أن قام العالم الهولندي ليفينهوك، أبو المجهر البصري، بتحسين المجهر، قام بمراقبة حيواناته المنوية بعناية من خلال هذا المجهر. وكانت هذه هي المرة الأولى التي يرى فيها البشر الحيوانات المنوية.
الصورة: ليوينهوك
وفقا لوصف ليفينهوك، رأى عددا كبيرا من "الكائنات الحية الدقيقة". كان لكل من هذه "المخلوقات" رأس منتفخ وذيل طويل شبه شفاف. لقد كانوا مليئين بالطاقة، ويتلوون مثل الثعابين، ومثل الثعابين في الماء.
في ذلك الوقت، لم يكن الناس يعتقدون أن هذه كانت خلايا جرثومية بشرية. في الحقيقة،اعتقد ليفينهوك أنهم نوع من الحيوانات الطفيلية (ربما كان خائفًا عندما رأى هذه الحيوانات لأول مرة)، وابتكر على وجه التحديد مصطلح "الحيوانات المنوية" (تُترجم الآن كحيوان منوي) لوصف هذا "المخلوق".
الصورة: في ذلك الوقت، كان الناس يعتقدون أن هناك أشخاصًا صغارًا يعيشون في طرفي الحيوانات المنوية.
لفترة طويلة بعد اكتشاف الحيوانات المنوية، لم يعرف الناس في الواقع ما هي استخدامات هذه الخلايا.
في عام 1695، شعر نيكولاس هارتسوك، وهو هولندي أيضًا، بعد ملاحظة الحيوانات المنوية، على الفور أنه فهم "سر الله". وحدد دور الحيوانات المنوية لأول مرة، معتقدًا أن هناك أشخاصًا صغارًا يعيشون في الحيوانات المنوية، ثم تطور هؤلاء الصغار إلى أشخاص أكبر حجمًا في بطن المرأة. هذا هو كل ما تعنيه الخصوبة.
لكن الشيء المحرج هو أن هذا الرجل لا يستطيع تفسير سبب دخول هذا العدد الكبير من الأشخاص ولكن خرج واحد أو اثنان فقط في النهاية.
ولم يفهم الناس أسرار تكاثر الثدييات حتى عام 1827، لأن العلماء اكتشفوا في ذلك العام البيض (كان من الصعب العثور على البيض لأن عدده كان محدودا للغاية). ولم يلاحظ العلماء أخيرًا اندماج الحيوانات المنوية والبويضات إلا في عام 1876، وأصبحت أسرار تكاثر الثدييات واضحة أخيرًا.
لنعد إلى اكتشاف ليفينهوك للحيوانات المنوية. على الرغم من أنه لم يكن يعرف الغرض من هذه "المخلوقات"، إلا أنه كان بالتأكيد جيدًا جدًا في وصف المخلوقات تحت المجهر.
في تلك الحقبة التي سبقت الكاميرات، رسم ليفينهوك صورة للحيوانات المنوية باليد (في الصورة أعلاه)، ولأول مرة وصف من خلال الصور والكلمات في نفس الوقت كيف تتحرك الحيوانات المنوية - فهي تتحرك للأمام عن طريق تحريك ذيلها يسارًا ويمينًا مثل الشرغوف أو السمكة.
إن تحرك الحيوانات المنوية بهذا الشكل (الذيل المتذبذب) ربما يتناسب مع الصورة النمطية لجميعنا تقريبًا، لأن هذا هو عادة ما يتم وصفه في معظم كتب العلوم الشعبية التي نتواصل معها.
حتى وقت قريب (2020)، اكتشف باحثون من الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك ذلك،اتضح أن الحيوانات المنوية لا "تسبح" عن طريق تأرجح ذيلها بهذه الطريقة. وهو في الواقع يتحرك على شكل ثقب دوار.
استخدم باحثون من الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك مجهرًا ثلاثي الأبعاد مزودًا بجهاز كهرضغطية وكاميرا عالية السرعة قادرة على تسجيل أكثر من 55000 إطار في الثانية لإجراء مسح ثلاثي الأبعاد للحيوانات المنوية التي تسبح بحرية، ثم قاموا ببناء حركة الحيوانات المنوية رياضيًا (كما هو موضح أدناه) [1]
نُشرت هذه الدراسة في مجلة Science Advances بتاريخ 31 تموز/يوليو 2020. وقالت الباحثة فيها جاديلا في مقابلة: إن الحيوانات المنوية لا تسبح على الإطلاق، بل تستمر فقط في الحفر في السائل.
في الواقع، بسببدوران سريع ومتزامن للغاية للحيوانات المنوية - 20 دورة في الثانية، لا يمكن للمراقبة باستخدام المجهر ثنائي الأبعاد فهم حركتها بشكل صحيح - يمكنك فقط رؤية التأرجح لليسار واليمين، وعادةً ما تستخدم الأبحاث الحديثة المجاهر ثنائية الأبعاد، لذا فقد خدعت الحيوانات المنوية العلماء بهذه الطريقة لأكثر من 300 عام.
لماذا تدور الحيوانات المنوية؟
الحيوانات المنوية عبارة عن خلايا عالية التخصص، مما يعني أنها تتعرض لضغط تطوري هائل، وجميع خصائصها لها غرض واحد، وهو إتمام عملية الإخصاب.
تعتبر وضعية السباحة المتمثلة في التأرجح من جانب إلى آخر مناسبة لدفع بعض السوائل سهلة السباحة، كما أن البيئة التي تحتاج الحيوانات المنوية إلى مواجهتها لإكمال عملية الإخصاب معقدة للغاية.
في نفس الرحلة، يحتاجون جميعًا إلى مواجهة مجموعة متنوعة من البيئات، أحيانًا تكون لزجة ولا يمكن دفعها على الإطلاق، وأحيانًا تكون مشحمة، وأحيانًا تكون جافة ببساطة، لذا فإن الدوران مثل القمة أفضل بكثير من الدفع المتأرجح.
بالإضافة إلى ذلك، وجدت هذه الدراسة أيضًا أن ذيل الحيوانات المنوية البشرية غير متوازن في الواقع ويتأرجح فقط على جانب واحد، مما يعني أنه يجب أن يدور في دوائر بسبب التأرجح من جانب واحد.
لكنلقد وجدت الحيوانات المنوية التكيف. إنهم يتدحرجون أثناء السباحة، ويدور الجسيم الطرفي أيضًا في اتجاه دوران الذيل. بهذه الطريقة يمكن تعويض عدم التماثل الناتج عن التأرجح الأحادي الجانب.
لقد قمت بمراجعة دراسة في عام 2019 ووجدت أن الجسيم الطرفي للحيوانات المنوية لدى الثدييات ذو شكل حلزوني، مثل المسمار [2]، وهو ما يتماشى تمامًا مع حركة الحيوانات المنوية.
لذلك، هناك سؤال آخر. بما أن الحيوانات المنوية صغيرة جدًا وعليها حفر الثقوب بقوة، فمن أين تأتي طاقتها؟
في الواقع، يعد هذا أيضًا جزءًا من الطبيعة المتخصصة للغاية للحيوانات المنوية.
نحن نعلم أن الطاقة اللازمة لأنشطة الخلايا تأتي بشكل رئيسي من الميتوكوندريا، والتي تسمى مصانع الطاقة في الخلايا. على الرغم من أن الحيوانات المنوية صغيرة الحجم، إلا أنها تحتوي على الكثير من الميتوكوندريا، والتي تشبه البطاريات الصغيرة التي تزود الحيوانات المنوية بالطاقة.
وتتركز هذه الميتوكوندريا في الجزء الأوسط من الحيوان المنوي، ومن أجل الاستفادة الكاملة من المساحة، وجد العلماء أن هذه الميتوكوندريا ذات شكل حلزوني.
ما يوفر "الوقود" لهذه الميتوكوندريا هو موقع نشاطها. هناك فقط لديهم فرصة للبقاء على قيد الحياة لأكثر من 5 أيام، بينما في البيئات الأخرى سيتم تعطيل الحيوانات المنوية بسرعة.
أخيرًا، دعونا نتحدث عن مفهوم خاطئ منتشر على نطاق واسع حول الحيوانات المنوية.
لقد سمع الكثير منا أن أسرع الحيوانات المنوية هي فقط التي لديها فرصة لإكمال الإخصاب، لذلك فاز كل واحد منا مرة واحدة من بين مئات الملايين من المسابقات منذ ولادته.
ولكن هذا ليس هو الحال في الواقع،لقد أظهرت المزيد والمزيد من الأدلة أن الحيوان المنوي الأسرع جريًا (أو حفرًا) سيواجه البويضة أولاً فقط، ويكون للبويضة الاختيار النهائي. وسوف يختارون واحدًا من بين مئات أو حتى آلاف الحيوانات المنوية التي تكمل السباق [3].
الرجوع إلى:
[1].https://doi.org/10.1126/sciadv.aba5168
[2].https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0149
[3].https://www.news-medical.net/news/20200611/The-egg-decides-what-sperm-fertilizes-it.aspx