雙語閱讀：人類300多年的認知都錯了，揭秘精子的3D花式運動

最新研究發現，精子的遊動方式和我們想像的完全不一樣

翻譯：塗博士

繪圖：Phyllis

新的研究顛覆了人類三個多世紀以來關於精子如何運動的認知。

在顯微鏡下，人類的精子似乎像搖擺的鰻魚一樣遊動，精子尾巴在尋找卵子受精時來迴旋轉。

Credit Phyllis

但是現在新的3D顯微鏡和高速視頻顯示出精子根本不會以這種簡單和對稱的方式遊動。相反，由於它們的尾巴只向一側拍打，它們會以劇烈的自旋來彌補由其產生的效果。

英國布裡斯託大學數學家赫爾姆斯·加德哈（HermesGadêlha）說：「這就好像說你是一個遊泳者，但你遊泳的時候只能向一側踢腿。如果你在遊泳池裡這樣遊泳，你會一直在水裡轉圈。……大自然非常聰明，發明了以一種非常複雜，巧妙的方式向前遊動。」

奇怪的遊泳者

第一個近鏡頭觀察到人類精子特寫的人是被稱為微生物學之父的荷蘭科學家Antonie van Leeuwenhoek。1677年，範·列文虎克（van Leeuwenhoek）用他新開發的顯微鏡觀察自己的精液，第一次看到液體中充滿了微小的，擺動的細胞。

在2D顯微鏡下，精子很明顯是由尾巴向前推動的，當精子頭旋轉時，尾巴似乎在左右擺動。在接下來的343年中，人類對精子的運動方式一直是這樣理解的。

英國謝菲爾德大學男科學教授艾倫·佩西（Allan Pacey）說：「 很多科學家一直猜測精子尾巴的移動可能和一個非常重要的3D元素相關，但是迄今為止，我們一直沒有能夠可靠地進行此類測量的技術，」。艾倫·佩西教授本人沒有參與這項研究。

佩西教授在給Live Science的電子郵件中寫道，因此，這項新研究是「向前邁出的非常重要的一步」。

墨西哥國立自治大學的Gadêlha和他的同事們從「藍天探索」項目中開始了這項研究。他們使用能夠進行三維成像的顯微鏡技術和每秒可捕獲55,000幀的高速相機，將人類精子的遊動記錄在顯微鏡載玻片上。

加德哈（Gadêlha）告訴《 Live Science》：「我們發現的結果完全令人驚訝，因為它完全打破了我們的認知體系」。

精子的尾巴不是像鞭子一樣左右擺動。相反，他們只能朝一個方向跳動。為了從不對稱的尾巴運動中向前扭轉，精子頭部在尾巴旋轉的同時以抖動的方式旋轉。頭部旋轉和尾巴實際上是由兩個不同的細胞機制控制的兩個獨立的運動，但當它們結合在一起時，結果就像是旋轉的水獺或旋轉的鑽頭。在360度旋轉的過程中，尾巴單向一側擺動的效果被平衡了，兩種運動加在一起的效果就是向前推進。

Gadêlha說：「精子甚至都沒有遊泳，精子只是在液體中向前鑽動。」

研究人員今天（7月31日）在《科學進展》雜誌上發表了他們的發現。

在開始閱讀英文原文之前，請先複習下列核心詞彙：

sperm - n. 精子

swim - v. 遊泳

contributor - n. 貢獻者，作者

research - n. 研究

upend - v. 推翻

microscope - n. 顯微鏡

wiggle - v. 擺動

eel - n. 鰻魚

tail - n. 尾巴

gyrate - v. 旋轉

egg - n. 卵子

fertilize - v. 受孕

andrology - n. 男科學

symmetrical - adj. 對稱的

motion - n. 運動

rollicking - adj. 歡鬧的

spin - v. 自旋，轉動

microbiology - 微生物學

fluid - n. 液體

tiny - adj. 小的

ingenious - adj. 巧妙的

postulate - v. 假定，猜測

element - n. 元素

measurement - n. 測量

dimension - n. 維度

forward - adv. 向前

propulsion - n. 推進，動力

cellular - adj. 細胞的

drill - v. 鑽

even out - 均勻掉，平衡掉

在複習了以上詞彙後，請將下面的英文原文一口氣讀完，不要在中途停下來去查那些不認識的單詞。有了上面的核心單詞打底，你完全可以將整篇文章讀完並且理解裡面的大致意思。記住，你只要做到大致明白就可以了。

閱讀能力和閱讀量成正比，要提高閱讀量，必須是大量的泛讀，如果要對每個不懂的單詞都去查字典，那麼就不可能通過大量的泛讀來提高你的閱讀量。

如果你對某篇泛讀文章特別喜歡，可以在泛讀一遍以後再慢慢地精讀。如果在精讀的過程中對某些句子不是太明白需要講解，或者你希望以後多看到哪方面的雙語閱讀，請直接聯繫塗博士。

Sperm don&39;t swim in this simple, symmetrical motion at all. Instead, they move with a rollicking spin that compensates for the fact that their tails actually beat only to one side.

&39;s almost like if you&34; said study author Hermes Gadêlha, a mathematician at the University of Bristol in the U.K. &34;

Strange swimmers

The first person to observe human sperm close up was Antonie van Leeuwenhoek, a Dutch scientist known as the father of microbiology. In 1677, van Leeuwenhoek turned his newly developed microscope toward his own semen, seeing for the first time that the fluid was filled with tiny, wiggling cells.

Under a 2D microscope, it was clear that the sperm were propelled by tails, which seemed to wiggle side-to-side as the sperm head rotated. For the next 343 years, this was the understanding of how human sperm moved.

&34; said Allan Pacey, a professor of andrology at the University of Sheffield in England, who was not involved in the research.

The new research is thus a &34; Pacey wrote in an email to Live Science.

Gadêlha and his colleagues at the Universidad Nacional Autónoma de México started the research out of &34; Gadêlha said. Using microscopy techniques that allow for imaging in three dimensions and a high-speed camera that can capture 55,000 frames per second, they recorded human sperm swimming on a microscope slide.

&34; Gadêlha told Live Science.

The sperm tails weren&34;The sperm is not even swimming, the sperm is drilling into the fluid," Gadêlha said.

The researchers published their findings today (July 31) in the journal Science Advances.