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生物显微镜下奇异的动物精子

    上个世纪以来,人们对微观世界各个领域充满了好奇,近日,由科研人员公布了一组关于不同的动物Sperm在生物显微镜下的鲜活图像。
    在青蛙、鱼类、火蜥蜴身上研究人员发现了一种叫做“波动膜”的物质,而这些动物的Sperm正是借助波动膜而不是尾巴或鞭毛来游动,或许能够增强游动能力。
    Drosophila bifurca果蝇的Sperm是地球上最长的Sperm细胞之一,长约6厘米,它甚至是果蝇本身长度的20倍,而且在生物显微镜下错综复杂地纠缠在一起。美国雪城大学雌雄淘汰研究领域专家斯科特-皮特尼克介绍说,“Sperm细胞在完成授精后开始分裂,并在雌性的Sperm存储器官中变直。”Drosophila bifurca果蝇的Sperm为什么如此之长,这至今是个谜。但是,一些研究发现,长Sperm与雌性长生殖管道有关。雌性D. bifurca果蝇的Sperm存储器官约8厘米长。
 
    潜水甲虫Graphoderus liberus的Sperm通常被粘合在一起形成成对Sperm或Sperm群体,这种Sperm群体中的Sperm数量多达20多个。粘合在一起有助于发挥集体的力量,让Sperm能够牢固地附着于雌性的生殖系统中。
    Hydrovatus pustulatus甲虫的Sperm拥有不同的堆叠方式。如下图所示,这些Sperm以一种“卷轴”队形游过雌性的生殖管道。一个Sperm的头部滑入另一个Sperm的罩盖部位,形成了一条条由2到25个Sperm组成的长线形。在其他一些物种中,这种“卷轴”队形可能由多达1000个Sperm组成。
    潜水甲虫Hygroutus sayi能够生产两种Sperm:一种有着宽宽的头部和一条短尾巴,另一种则是头部纤细,尾巴长长。为了形成如图所示的形式,数百个宽头的Sperm堆在一起形成细丝的骨干,而更多纤细头部的Sperm附着于其上并提供运动力。在存在二态Sperm的其他物种中,未形成受精卵的Sperm会为卵提供营养,它们还通过堵塞雌性的生殖管道,让其他雄性的Sperm失去生殖能力或干扰雌性再次交配的能力。
    日本绿树蛙的Sperm呈逆时针方向旋转缠绕20圈。在Sperm的下部,包含有细胞的遗传物体的较宽线圈围绕着支撑着Sperm顶体的内部线圈。这种Sperm顶体在授精时会插入卵子内部。Sperm尾部的摇摆保证它能够沿逆时针方向做螺旋运动。
    与其他物种的Sperm相比,微小蚖的Sperm少了一条鞭子似的尾巴,而且它们不能移动。其他物种的无尾Sperm细胞通常是盘形、枕形或似变形虫形状。从理论上讲,这些形状只有在单配的物种中进化而来或不同雄性的Sperm间几乎不存在竞争的情况下进化而来。
   
1978年,达尔文白蚁是第一个被发现拥有多条尾巴或鞭毛的动物物种。每一个Sperm拥有大约100条微弱活动的鞭毛。拥有这么多条尾巴的意义,目前尚不清楚。
 
    普通家鼠Sperm的头部顶端变成钩子。这种现象一般发现于数个雄性Sperm互相激烈竞争的物种中。这种钩子的功能是什么,尚不清楚。但是,在一些啮齿类动物中,这种钩子可以帮助Sperm串成一个“卷轴”。还有一种可能是,这种顶部钩子与运动性或Sperm卵子相互作用有关。
    大千世界,无奇不有,正是近年来生物显微镜和其他光学仪器的不断发展,微观领域才被有所洞悉,但是仍有无尽的未知在等待科研人员去探索,去开拓。

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