نحوه شنا کردن اسپرم در ۳۵۰ سال گذشته اشتباه مشاهده شده بود

نحوه شنا کردن اسپرم در ۳۵۰ سال گذشته اشتباه مشاهده شده بود

به تازگی دانشمندان متوجه شده‌اند که تمامی باورهای آن‌ها در مورد نحوه شنا کردن اسپرم و روش حرکت آن برای تولید جنین در سه قرن گذشته، اشتباه بوده است!

تازه‌ترین بررسی‌ها نشان داده که نحوه شنا کردن اسپرم برای رسیدن به تخمک با آنچه پیش از این تصور می‌شد، بسیار متفاوت بوده است. دانشمندان اعلام کرده‌اند که از ۳۵۰ سال پیش تاکنون، باور آن‌ها در رابطه با این حرکت سلول‌های تشکیل دهنده جنین انسان اشتباه بوده و تحقیقات اخیر از موضوع جدید و غیر منتظره‌ای خبر می‌دهند.

تقریبا تمامی ارگانیسم‌های زنده روی سیاره برای بارور شدن و تولیدمثل به اسپرم نیاز دارند. انسان‌ها هم جزو این ارگانیسم‌ها هستند و بررسی‌ها نشان داده که اسپرم انسان برای رسیدن به تخمک و تولید یک جنین باید مسافتی معادل ارتفاع کوه اورست را شنا کند!

همان‌طور که می‌دانیم برای تولیدمثل، اسپرم به عنوان سلول‌های جنسی موجودات نر با تخمک موجودات ماده ترکیب می‌شود و برای چنین کاری، سلول‌های مورد نظر با تکان دادن دم خود، در مایعات موجود شنا می‌کنند تا به تخمک برسند. گفته شده که در هر بار تلاش برای باردار شدن یک زن و مرد، چیزی در حدود ۵۰ میلیون اسپرم در شنای طولانی خود موفق نمی‌شوند و تنها یک سلول جنسی خوش‌شانس است که می‌تواند با طی کردن مسافت مورد نظر و رسیدن به سلول جنسی ماده، فرآیند تولید جنین را آغاز کند.

شنا کردن اسپرم

برای اولین بار در ۱۶۷۷ بود که اسپرم کشف شد، اما تقریبا تا دویست سال پس از این اتفاق دانشمندان در مورد نحوه دقیق شکل گرفتن جنین انسان و تولیدمثل بشر به توافق نرسیده بودند. گروهی از دانشمندان در آن زمان معتقد بودند که هر سلول جنسی مذکر حاوی یک انسان کوچک است و با شنا کردن اسپرم و رسیدن آن به تخمک، عملا تمامی کار باروری را اسپرم انجام می‌دهد. این گروه از دانشمندان باور داشتند که تخمک تنها محل مناسب برای رشد انسان کوچک داخل هر سلول را فراهم می‌کند.

اما گروه دیگر از محققان بر این باور بودند که هم سلول‌های جنسی نر و هم سلول‌های ماده در تولیدمثل نقش دارند و در قرن ۱۸ هم تحقیقات بیشتر شواهد قابل قبولی را در این رابطه ارائه کرد.

با وجود تمامی این نظریه‌ها و شواهد مربوط به هرکدام دیدگاه‌های مطرح شده، دانشمندان به تازگی اطلاعات جالب‌توجهی را در مورد شنا کردن اسپرم به دست آورده‌اند و این‌طور که به نظر می‌رسد، بروز یک خطای دید عجیب باعث شده تا نحوه حرکت سلول‌های جنسی مذکر، برای چندین قرن به شکلی اشتباه ارزیابی شود.

اولین میکروسکوپ‌ها

در واقع یکی از اولین میکروسکوپ‌های تاریخ در قرن ۱۷ توسط شخصی به نام آنتونی فان لیوونهوک (Antonie van Leeuwenhoek) ساخته شد؛ این مغز متفکر با صیقل دادن تکه‌ای شیشه ذوب شده، نوعی عدسی را ساخت که می‌توانست تا ۲۷۰ برابر اجسام را بزرگ‌تر از حالت واقعی‌شان نشان دهد. جالب است بدانیم که تا ۲۰۰ سال پس از لیوونهوک، هیچ عدسی بهتری برای دیدن اجسام کوچک ساخته نشده بود.

عدسی‌های شگفت‌انگیز لیوونهوک او را به یکی از اولین مکتشفان دنیای میکروسکوپی تبدیل کردند و از این طریق، دانشمند و مخترع خلاق ما توانست باکتری‌ها، محتویات سلول‌ها و همچنین شنا کردن اسپرم را مشاهده کند. لیوونهوک پس از مشاهده این سلول‌های جنسی، اسپرم را به عنوان موجودی زنده معرفی کرد که با تکان دادن دمش، در مایعات اطراف حرکت می‌کند و همانند یک مارماهی جلو می‌رود.

نکته مهم این بوده که درک ما از نحوه شنا کردن اسپرم بعد از گذشت چندین قرن هیچ تغییری نکرده و اگر شما هم با استفاده از میکروسکوپ‌های قدرتمند، سلول‌های مورد نظر را مشاهده کنید، حرکت دم سلول‌ها برای جابه‌جایی آن‌ها اولین چیزی خواهد بود که نظرتان را جلب می‌کند.

اما همان‌طور که اشاره کردیم، دقیق‌ترین مشاهدات و تازه‌ترین بررسی‌ها نشان می‌دهند که در ۳۵۰ سال گذشته، باور ما در این رابطه غلط بوده است.

تصور پیشین ما در مورد نحوه شنای سلول‌های اسپرم

تازه‌ترین تحقیقات

بررسی‌های جدید توسط دانشمندان بریتانیایی و مکزیکی و به کمک پیشرفته‌ترین میکروسکوپ‌های سه بعدی انجام شده‌اند؛ این دانشمندان حرکت دم اسپرم را به کمک مدل‌های ریاضی شبیه‌سازی کرده‌اند و این‌طور که به نظر می‌رسد، علاوه بر ابعاد غیر معمول سلول‌های جنسی نر که آنالیز آن‌ها را مشکل می‌کند، دم این سلول‌ها هم مشکلات خاص خود را دارند. گفته شده که دم اسپرم به اندازه نصف موی انسان پهن بوده و همچنین حرکت آن هم فوق‌العاده سریع است.

حرکت دم سلول‌های مورد نظر به حدی سریع بوده که شنا کردن اسپرم با اعمال ۲۰ حرکت پشت سر هم در کمتر از یک ثانیه میسر می‌شود. برای بررسی چنین موضوعی دانشمندان بریتانیا و مکزیک دوربین‌هایی فوق پیشرفته را به کار گرفتند که با تهیه بیش از ۵۵ هزار عکس در هر ثانیه، این حرکات را به تصویر بکشند. علاوه بر دوربین مورد نظر، محققان از پایه‌ای استفاده کردند که نمونه اسپرم مورد نظر را به صورت مداوم حرکت می‌داد تا جابه‌جایی سلول‌های جنسی در طبیعی‌ترین حالت ممکن به روش سه بعدی شبیه‌سازی شود.

نحوه شنای سلول‌های اسپرم در حالت واقعی

همان‌طور که در گیف بالا می‌بینیم، مشاهدات دانشمندان با آنچه انتظار می‌رفت، بسیار متفاوت بود و دیده شد که دم اسپرم در کنار کج بودن، تنها می‌تواند در یک جهت حرکات شنا کردن را انجام دهد.

خطای دید

چنین مسئله‌ای در نگاه اول بیننده را به این فکر می‌اندازد که سلول‌های مورد نظر باید در حرکتی دایره‌ای به دور خود بچرخند، اما بررسی‌های بیشتر ثابت کرده که شنا کردن اسپرم به شکلی تکامل یافته که از همین جابه‌جایی‌های دم در یک سمت، برای ایجاد حرکت رو به جلو استفاده می‌شود. در واقع این‌طور که نظر می‌رسد، اسپرم‌ها در کنار حرکت دم نوعی حرکت چرخشی را هم ایجاد می‌کنند و از این طریق، به صورت مارپیچی به جلو می‌روند.

به بیان دیگر وقتی دانشمندان در گذشته به کمک میکروسکوپ‌های دو بعدی حرکت دم اسپرم را مشاهده می‌کردند، این تصور وجود داشت که دم سلول تنها به چپ و راست حرکت می‌کند، اما مشاهدات به کمک میکروسکوپ‌های پیشرفته نشان داده که چنین مسئله‌ای تنها یک خطای دید است. در واقع چرخش سریع و هماهنگ موجود در شنا کردن اسپرم باعث بروز این خطای دید می‌شود.

به صورت دقیق می‌توان گفت که به هنگام چرخش دم اسپرم در راستای جهت شنا، بدن خود سلول هم چرخش خاص خود را دارد از این طریق، مشکل مربوط به حرکت تک جهتی دم حل می‌شود. به بیان دیگر اسپرم همانند یک دریل در داخل مایع اطراف خود فرو می‌رود و با ایجاد حرکتی که در دنیای فیزیک با نام حرکت تقدیمی شناخته می‌شود، امکان رسیدن به تخمک را فراهم می‌کند. نمونه دیگری از حرکت تقدیمی وضعیت چرخش سیاره زمین بوده که با مشاهده تصویر زیر و دقت به جهت فلش‌ها می‌توان وضعیت چرخشی اسپرم را راحت‌تر درک کرد:

مزایای اکتشافات اخیر در مورد شنا کردن اسپرم

تجهیزات مورد استفاده توسط پزشکان و دانشمندان در دانشگاه‌ها و بیمارستان‌ها که با نام سیستم‌های تحلیل کامپیوتری اسپرم (CASA) شناخته می‌شوند، همچنان از میکروسکوپ‌های دو بعدی برای بررسی وضعیت شنا کردن اسپرم استفاده می‌کنند و همانند اولین میکروسکوپ‌های ساخت بشر، به خطای دید توصیف شده دچار می‌شوند.

دستگاه‌های CASA معمولا برای بررسی وضعیت سلامت اسپرم‌ها به هنگام باروری بیماران به کار گرفته می‌شوند و گفته شده که تقارن اسپرم‌ها به هنگام شنا کردن یکی از فاکتورهای تعیین کننده در توانایی آن‌ها برای باروری است؛ اما نکته جالب‌توجه در مورد دستاورد اخیر دانشمندان بریتانیا و مکزیک این بوده که همانند بسیاری از حوزه‌های تحقیقاتی دیگر، ارتقای سطح دانش ما وابستگی شدیدی به تجهیزات مورد استفاده برای بررسی‌ها دارد. همان‌طور که می‌بینیم، به کار گیری پیشرفته‌ترین میکروسکوپ‌های ممکن امکان درک موضوعی را فراهم کرده که تا ۳۵۰ سال پیش تصور غلطی در مورد آن وجود داشت.

به علاوه میکروسکوپ‌ها، مدل‌های ریاضی به کار رفته و نحوه تصویربرداری هم نقش بسیار مهمی در پرده‌برداری از راز خطای دید شنا کردن اسپرم داشته‌اند و می‌توان اطمینان داشت که چنین دستاوردی آینده تحقیقات دانشمندان در این رابطه را تغییر خواهد داد.

انتظار می‌رود که چنین دستاوردی باعث پرده‌برداری از رازهای بزرگ‌تر موجود در مورد نحوه تولیدمثل انسان شود. به عنوان مثال می‌توان گفت که یکی از مهم‌ترین نکات مثبت این کشف علمی بهبود بخشیدن به فرآیند انتخاب اسپرم‌ها در لقاح مصنوعی و باروری‌های دستکاری ‌شده خواهد بود.

-: گجت نیوز