人類(lèi)作為哺乳動(dòng)物，繁衍后代的方式是有性生殖。2億個(gè)精子開(kāi)始游動(dòng)，一路披荊斬棘，最后只有一個(gè)才能極其幸運(yùn)地與卵子結(jié)合。同樣都是攜帶23條染色體的精子和卵子相遇，然后結(jié)合成受精卵，最后發(fā)育成個(gè)體。那么，精子究竟是怎樣游向卵子的呢？
對(duì)于精子的最早研究，要追溯到大約350年前的微生物學(xué)先驅(qū)——列文虎克。他通過(guò)自己打磨鏡片，自行設(shè)計(jì)和制造了性能優(yōu)異的顯微鏡，這開(kāi)啟了人類(lèi)研究微生物的時(shí)代。
列文虎克采集了池塘中的水，放在顯微鏡下進(jìn)行觀測(cè)。他驚奇地發(fā)現(xiàn)，水中竟然有生命體在動(dòng)來(lái)動(dòng)去，這是人類(lèi)第一次觀測(cè)到細(xì)菌。此后，他又觀測(cè)到了各種液體中的微生物。
列文虎克對(duì)生命誕生的奧秘頗感興趣，他在顯微鏡下觀測(cè)到了自己的精子，它們長(zhǎng)得像蝌蚪一樣，長(zhǎng)著一條尾巴（鞭毛），可以像蝌蚪一樣游動(dòng)，他把觀測(cè)到的結(jié)果手繪了下來(lái)。
此后，列文虎克又觀測(cè)了其他哺乳動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)等動(dòng)物的精子，都發(fā)現(xiàn)了相同的現(xiàn)象。他據(jù)此推測(cè)，精子會(huì)穿透卵子，使其受精，從而孕育出新生命，這是人類(lèi)第一次對(duì)生命的誕生有了準(zhǔn)確的科學(xué)認(rèn)識(shí)。
在列文虎克之后，科學(xué)家制造出越來(lái)越先進(jìn)的顯微鏡，對(duì)于精子的研究還在繼續(xù)。觀測(cè)結(jié)果顯示，精子的長(zhǎng)度約為0.05毫米，其結(jié)構(gòu)可以分為三大部分：頭部、中段和尾巴。
精子的頭部最前端被稱(chēng)為頂體，其中含有用于穿透卵子的酶。頭部中存在細(xì)胞核，里面有23條染色體，有的包括一條X染色體，還有的包括一條Y染色體。中段存在線粒體，這是“細(xì)胞的發(fā)電站”，能夠產(chǎn)生ATP，為精子活動(dòng)提供能量。
精子的尾巴最長(zhǎng)，位于中心的是軸絲，那里有動(dòng)力蛋白。精子的尾巴可以不斷擺動(dòng)，產(chǎn)生讓它們前進(jìn)的動(dòng)力。一般而言，精子在液體介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)速度約為16至65微米/秒，也就是每分鐘前進(jìn)1至4毫米。
自第一次觀測(cè)到精子以來(lái)，科學(xué)家就知道精子的細(xì)長(zhǎng)尾巴可以左右扭動(dòng)，就像蝌蚪那樣，在液體中游動(dòng)。然而，《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）雜志刊載的研究顯示，精子的運(yùn)動(dòng)方式根本不是科學(xué)家此前所想象的那樣。
研究顯示，精子的頭部和尾巴都在旋轉(zhuǎn)，但不是同步的。之所以科學(xué)家被精子“欺騙”這么多年，是因?yàn)榇饲暗难芯慷际?D的。通過(guò)3D成像技術(shù)，科學(xué)家捕捉到了精子在三維空間中的運(yùn)動(dòng)細(xì)節(jié)。
結(jié)果讓人意外，精子的運(yùn)動(dòng)方式非常特別，就像螺旋前進(jìn)的鉆頭那樣，而非是蝌蚪那樣的游動(dòng)方式。只是在普通顯微鏡看來(lái)，精子的這種獨(dú)特運(yùn)動(dòng)方式被誤以為是尾巴左右擺動(dòng)。
這就如同地球在銀河系的星際空間中的運(yùn)動(dòng)方式，完全不是我們想象的那樣。地球繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，每年轉(zhuǎn)一圈。但事實(shí)上，地球在一年后并沒(méi)有回到原來(lái)的空間，這是因?yàn)樘?yáng)本身也在帶著地球在星際空間中運(yùn)動(dòng)。綜合而言，地球在星際空間中的運(yùn)動(dòng)軌跡是螺旋形的。
就這樣，精子一路螺旋前進(jìn)，大約一個(gè)小時(shí)后到達(dá)輸卵管。但這一路困難重重，有的精子游錯(cuò)方向，還有很大一部分無(wú)法適應(yīng)酸性環(huán)境而失去活力。到達(dá)輸卵管時(shí)，精子的數(shù)量從最初的2億個(gè)驟降到只有幾十上百個(gè)。
最后，只有一個(gè)精子可以幸運(yùn)地穿透體積是其1000萬(wàn)倍的卵子。一旦卵子受精后，其他精子都會(huì)被排除在外。哪個(gè)精子最終能夠受精，可能與卵子的偏好有關(guān)，《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)B》（Proceedings of the Royal Society B）刊載的研究表明，卵子會(huì)為偏愛(ài)的精子“開(kāi)后門(mén)”。
此后，受精卵開(kāi)始發(fā)育。精子的作用不只是提供染色體，決定胎兒的性別，來(lái)自精子的基因還會(huì)控制胎盤(pán)的形成。受精卵不斷分裂與增殖，逐漸發(fā)育成胚胎，最終孕育出了新的生命。
不管怎樣，我們每個(gè)人來(lái)到這個(gè)世上都非常幸運(yùn)，或者說(shuō)我們每個(gè)人最初都非常成功，擠掉了另外2億個(gè)競(jìng)爭(zhēng)者，最后只有我們發(fā)育成了生命。
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