豐臺根管顯微鏡圖片精子競爭:人類生殖的另一個幻
作者: 發(fā)布時間:2022-07-02 17:35:41點擊:1811
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大家好,這里是老上光顯微鏡知識課堂,在這里你可以學(xué)到所有關(guān)于顯微鏡知識,好的,請看下面文章:在科學(xué)無法解釋生殖的時代,大
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在科學(xué)無法解釋生殖的時代,大多數(shù)人相信新生命是從無生命的有機(jī)體自然轉(zhuǎn)化而來的。到了17世紀(jì)中葉,這個觀念已經(jīng)稍微動搖了,因為自然哲學(xué)家(勉強(qiáng)地)能夠用肉眼觀察婦女的卵子,從理論上解釋卵的存在:所有的生命都是在上帝創(chuàng)造的時候孕育出來的。一個男人就像一個俄羅斯洋娃娃一樣藏在另一個女人的蛋里。這種生殖觀念被稱為,能夠很好地為統(tǒng)治階級服務(wù)。葡萄牙發(fā)展生物學(xué)家克拉拉·平托-科雷亞作者在《夏娃的卵巢》(1997)中寫道,先入為主的理論是構(gòu)建反民主的政治正確性的譜系學(xué)植入物,悄悄地使世襲王朝合法化,所以你可以想象自然哲學(xué)家在科學(xué)革命中起主導(dǎo)作用。當(dāng)然不會是他們的仆人。
人們可能會認(rèn)為,隨著科學(xué)的發(fā)展,清晰的生物學(xué)觀察將打破這個俄羅斯玩偶理論。相反,研究人員不僅通過顯微鏡觀察卵子,而且通過顯微鏡觀察精子,顯微鏡演變成一個新的、更具家長式的政治幻想:現(xiàn)在,哲學(xué)家和一些研究生殖的學(xué)生。相信雞蛋是被動的容器,只能等待被裝滿。有活力的精子的到來可以生育。那么精子呢每個精子頭都包含一個預(yù)先存在的人,或者說是一個侏儒。荷蘭數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家Nicholas Hartsuck發(fā)明了螺旋管顯微鏡。1695年,他次看到精子,在觀察記錄上畫了一個侏儒像。他還承認(rèn)他實際上沒有看到精子頭上的侏儒,但是他確信侏儒就在那里。
隨著顯微鏡技術(shù)的發(fā)展,所謂的侏儒最終被扔進(jìn)了歷史的垃圾堆,但是人們的觀念并沒有多大改變。卵子是受精的被動參與者,等待著精子競賽的勝利者生存,這與侏儒現(xiàn)象幾乎是一致的。這些錯誤的、性別歧視的范例和隱喻被大眾用來理解生殖,雖然不準(zhǔn)確,但是生物學(xué)家和醫(yī)生應(yīng)該受到譴責(zé)。
卵子是受精的被動參與者,等待精子競賽的勝利者存活下來,這與矮人理論幾乎是一致的。
到1991年,許多真正的科學(xué)已經(jīng)形成,現(xiàn)任紐約大學(xué)的美國人類學(xué)家艾米麗·馬?。‥mily Martin)解釋了她的科學(xué)童話:在將卵子與精子結(jié)合的過程中,卵子的生物學(xué)過程不如精子有價值,而女人不如男人有價值。例如,卵巢在出生時攜帶一定數(shù)量的卵母細(xì)胞,在婦女的一生中,卵母細(xì)胞不斷地耗竭,但睪丸卻在不斷地產(chǎn)生精子。人類的卵子被浪費了,因為婦女在發(fā)育的身體中仍然有30萬個初級卵母細(xì)胞,但最終只有400個。成熟的精子會被淘汰,而且沒有人說這是在一個人的一生中浪費超過2萬億的精子。無論是在大眾媒體還是在科學(xué)雜志上,人類的交配經(jīng)常被形容為一場大型的馬拉松游泳比賽,只有最快最健康的精子才能贏得比賽并使一只雌性動物受精。這是一個男權(quán)社會遺留下來的性別偏見,是一種侵略性的男性幻想,其科學(xué)基礎(chǔ)是不準(zhǔn)確的。這個想法本身就夠糟糕的了。如果你繼續(xù)相信這個片面的信息,它很可能會延遲男性和女性不育治療的重要機(jī)會。
回顧歷史,有助于我們理解生殖的概念是如何發(fā)展成今天的樣子的。過去,人們無法用科學(xué)的方法解釋生殖細(xì)胞和受孕的過程。卵子是人體中更大的細(xì)胞,肉眼幾乎看不見。和筆上的點一樣大,精子是最小的人類細(xì)胞,肉眼完全看不見。
直到1677年,荷蘭業(yè)余科學(xué)家萊文和克才在顯微鏡下觀察人類精子。同時,人們發(fā)現(xiàn)人類的卵巢能產(chǎn)生卵子,但直到1827年,德國生物學(xué)家馮·貝爾才真正觀察到人類和其他動物。哺乳動物卵。
Leeuwenhoek用了一個多世紀(jì)才意識到精子被用來使卵子受精。在19世紀(jì)60年代,意大利神父和自然科學(xué)家Sparanzani用青蛙做實驗。他穿著緊身的塔夫綢褲子裝扮成雄性青蛙。結(jié)果表明,沒有精子被扔到周圍的水中,卵子就不能生長成蝌蚪。奇怪的是,在Sparanzani宣布這項發(fā)現(xiàn)之前,人們普遍認(rèn)為精子是一種寄生在人類精液中的微小寄生蟲,甚至Leeuwenhoek也認(rèn)為精子存在多年。在1876,德國動物學(xué)家Oscar Hertweich用海膽展示了精子和卵子的結(jié)合。
最終,在高精度顯微鏡下,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)人類平均射精量是2.5億精子,大約半茶匙。但是這給后代留下了一個問題:為什么會有這么多精子呢事實上,研究表明,一旦男性射出的精子少于1億,懷孕的幾率將大大降低。
很顯然,為了正常懷孕,精子的數(shù)量至少需要平均射精量的一半。這種現(xiàn)象的一種常見解釋是精子競爭,其中男性精子在軍備競賽中爭奪有限數(shù)量的受精部位,通常涉及更多。就像一張彩票一樣,你買的越多,你就越有可能得獎。大量的精子是自然選擇的結(jié)果。
在動物王國里,精子競爭的例子隨處可見。例如,我們的近親,黑猩猩,在它們居住的每個社區(qū)都有幾個雄性,它們的交配是混合的,雌性又與多個雄性交配。它們的許多特征反映了黑猩猩的特征。具有異常高水平的精子生產(chǎn),如睪丸大、精子生產(chǎn)迅速、精子密度高、中精子突出,其中含有大量產(chǎn)生能量以推動精子向前的線粒體、輸精管外壁強(qiáng)壯的肌肉,以及精囊和前列腺的容量。大白血球(緩解傳染?。┖芏?。這些小囊和前列腺產(chǎn)生精液,精液凝結(jié)在陰道中形成一個栓子,暫時阻止其他男性進(jìn)入。
眾所周知,人類精子與黑猩猩很相似,即使很多科學(xué)家都知道,但事實并非如此。盡管有這些聳人聽聞的說法,但還是沒有足夠的證據(jù)表明人類的生理機(jī)能是被設(shè)計來適應(yīng)精子競爭的。黑猩猩確實擁有數(shù)量驚人的來自無序的猩猩的精子。NG,但其他靈長類動物,包括人類,沒有。許多靈長類動物生活在只有一個雄性負(fù)責(zé)繁殖的群體中。它們不與其他雄性動物直接競爭,而且它們的睪丸明顯更小。橫向上,與這些物種相比,人類和靈長類動物群體中只有一個雄性動物實際上更相似,尤其是考慮到人類社會的核心家庭。只有胡桃那么大,黑猩猩的睪丸只有人的三倍大,大約相當(dāng)于一個大卵。此外,黑猩猩射精的異常率很低,但是人類精液中有很多啞巴。射精的控制似乎有些放松。
對于不經(jīng)常直接接觸精子競爭的物種,可能的解釋就是高精子數(shù)量的遺傳變異。英國伯明翰大學(xué)的生物學(xué)家杰克·科恩(Jack Cohen)在40多年前發(fā)表的幾篇很少被引用的論文中指出,它們之間存在著相關(guān)性。在精子產(chǎn)生過程中,精子數(shù)量與染色體形成之間的離子。在減數(shù)分裂中,特殊類型的細(xì)胞分裂產(chǎn)生配對染色體并交換大量物質(zhì)的生殖細(xì)胞??贫靼l(fā)現(xiàn)精子數(shù)量的增加與精子產(chǎn)生中的雜交數(shù)目成正比。物種間的作用。雜交增加了變異性,這是自然選擇的基本原料。我們可以把精子生產(chǎn)看成彩票,彩票上印有足夠的精子來匹配可用的數(shù)量(基因組的不同組合)。
在沒有直接接觸精子競爭的物種中,對精子豐度的可能的解釋是遺傳變異。在分裂后形成一個生殖細(xì)胞,其中交換了大量的物質(zhì),他發(fā)現(xiàn)精子生產(chǎn)中發(fā)生的染色體交換越多。精子越多,在不同物種中發(fā)現(xiàn)的染色體交換就越多。大量自然選擇的基本材料。我們?nèi)匀豢梢园丫涌闯刹势?,但它更像一個雙色球。你買得越多,你手中的數(shù)字就越多(基因組的不同組合),你買對基因組的可能性就越大。
其他實驗并不支持生殖的普遍概念。例如,大多數(shù)哺乳動物精子并非主動進(jìn)入雌性生殖系統(tǒng),而是被動地通過子宮和輸卵管來回運輸。更令人驚訝的是,精子來自小精子。哺乳動物平均比大型哺乳動物的要長,而老鼠的精子比鯨魚的要長。但即使精子大小相同,一個物種越大,它的精子到達(dá)卵子的難度就越大。大鼠精子不難直接進(jìn)入卵子。小藍(lán)鯨的精子要多走100倍的距離,沒有外力是不可能的。還有證據(jù)表明,人類精子會長距離地穿過子宮,然后沿著輸卵管向上運動,而輸卵管中的精子主要是被動輸送的。奧運選手就像那!
平均射精量為2億5000萬精子,但只有幾百人最終到達(dá)輸卵管的高度,受精部位。通過雌性生殖系統(tǒng)的精子比普通的短跑更像一個具有挑戰(zhàn)性的軍事跨欄跑。女性生殖道向上移動,精子數(shù)量減少。受精時,卵子周圍的精子數(shù)不到射精的一百萬分之一,任何異常精子都會在一步一步的過程中被淘汰,但完美的精子不會走到盡頭,只有隨機(jī)選擇的幸運的人才能存活到卵子附近。
通過女性生殖系統(tǒng)的精子比普通的短跑更像是一場具有挑戰(zhàn)性的軍事跨欄比賽。
許多精子甚至不能到達(dá)宮頸,因為陰道是酸性的,精子活不了多久。在逃脫了陰道的危險后,他們穿過宮頸時粘液粘住,沒有缺陷的精子能夠穿過宮頸。此外,數(shù)十萬軍隊將被調(diào)往側(cè)臥幾天。只有極少數(shù)的精子能直接穿過子宮腔,進(jìn)入輸卵管時精子數(shù)量甚至更少。進(jìn)入輸卵管后,精子被困在輸卵管內(nèi),最終只有幾百個精子進(jìn)入子宮腔。放出去尋找雞蛋。
精子最終與卵子結(jié)合的想法在奧林匹克錦標(biāo)賽上只是忘記了一次射精可以產(chǎn)生太多的精子。如果卵子周圍有太多的精子,就有可能存在多個精子進(jìn)入卵子的危險,也就是說,不止一個精子穿透同一個卵子。同時,卵子也可能產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。人類偶爾也會發(fā)生多精癥,尤其是當(dāng)男性擁有大量精子時。最常見的是兩個精子同時使一個卵子受精。受精卵含有69條染色體,而正常卵有46條。這幾乎是致命的,經(jīng)常導(dǎo)致流產(chǎn)。即使一些胚胎存活到出生,它們也不會長壽,這是多精癥的致命后果。雌性已經(jīng)進(jìn)化出生殖受阻。嚴(yán)重限制精子進(jìn)入的系統(tǒng),只有少量精子到達(dá)卵子周圍。
但對于生育力低下的不育或不育的人來說,多精子卵在輔助生殖方面具有非常實際的作用。過去,人工授精的標(biāo)準(zhǔn)過程是逐漸將精液引入子宮,但現(xiàn)在是通過直接注射來完成的。進(jìn)入子宮(即子宮內(nèi)授精)。直接注射精液進(jìn)入子宮可以繞過宮頸屏障。宮頸粘液不僅能去除所有異常精子,而且能顯著減少健康精子的數(shù)量。臨床資料分析表明,只有2000萬精子注入子宮(不到正常射精量的十分之一)就足以實現(xiàn)正常的妊娠率。
如果使用試管受精,精子的數(shù)量將變得更加重要。在玻璃管中,卵子直接接觸到精子,并且從陰道到卵子的每個自然過濾器都不存在。在試管受精的早期,有太多的精子。當(dāng)然,我們現(xiàn)在可以理解了。這是為了使受精成功率更大化,但這忽視了自然過程。精子數(shù)量從5萬增加到50萬,受精成功率越來越低。只有2.5萬精子圍繞一個卵子才能達(dá)到更佳受精率。VE,宮內(nèi)授精和體外受精可增加多次精子進(jìn)入和流產(chǎn)的風(fēng)險。
多重進(jìn)入精子為我們研究精子計數(shù)的進(jìn)化提供了一個新思路。有關(guān)精子競爭的討論往往只關(guān)注于精子數(shù)量的更大化,而忽略了生物學(xué)中常見的權(quán)衡。如果男性面臨直接競爭,自然選擇可能確實導(dǎo)致更多的精子。在諸如黑猩猩等混亂的交配靈長類動物中,雄性產(chǎn)生的精子數(shù)量增加了,而雌性產(chǎn)生的輸卵管數(shù)量也增加了,相互抵消,從而限制了這還表明,女性在受精過程中的作用絕不像人們想象的那么被動。
人們總是相信只有更好的精子才能獲勝,所以有很多種猜測認(rèn)為在受精過程中有選擇。但是很難想象這種選擇是如何起作用的。DNA緊緊地包裹在精子的頭部,是一種晶體結(jié)構(gòu)。精子如何從外部檢測科學(xué)家在小鼠身上做了實驗,結(jié)果表明不可能選擇精子中是否含有X染色體(雌性后代)或Y染色體(雄性后代)。對于健康的精子來說,成功與卵子的結(jié)合基本上是運氣。
除了大量的精子外,還有其他一些奇怪的特征需要解釋。例如,人們早就知道,人類精液中含有大量的結(jié)構(gòu)異常,它們的缺陷是非常明顯的,有些有兩條尾巴,有些有非常小的hea。這些看似無用的精子在競爭中也可能扮演不同的角色,例如阻斷或殺死其他男人的精子,這種假設(shè)已被駁斥。
舊觀念一般認(rèn)為,射精后,人類精子會開始向卵子狂奔。這根本不是一個真正的生殖場景。精子并不直接進(jìn)入卵子,而是停留幾天。長期以來,人們已經(jīng)認(rèn)識到在女性生殖系統(tǒng)中,人類精子可以存活兩天。然而,自從20世紀(jì)70年代中期以來,越來越多的證據(jù)表明,人類精子至少可以存活五天。現(xiàn)在,人們相信精子可以存活很長一段時間,也許十天甚至更長。
當(dāng)然,還有很多其他的誤解。關(guān)于人類宮頸分泌的粘液已經(jīng)發(fā)表了很多信息。在所謂的自然避孕方法中,宮頸粘液粘度是關(guān)鍵的指標(biāo),在排卵附近,宮頸粘液會變薄,質(zhì)地會變濕。然而,很少。研究已經(jīng)檢驗了宮頸中粘液和精子貯存之間的相關(guān)性。宮頸中有許多隱窩,其中粘液流出,精子暫時貯存在隱窩中。我們對這個過程的理解僅限于以色列婦科醫(yī)生Insler及其同事1980年的一項研究。在特拉維夫大學(xué)。
在本研究中,25名女性志愿者在子宮切除前進(jìn)行了人工授精。然后,Innsler和他的團(tuán)隊通過顯微鏡觀察了子宮頸的連續(xù)切片,并檢測出精子儲存在地窖中。子宮頸變粗,隱窩的大小不同。精子主要儲存在較大的地窖中。同樣,他和他的同事計算了地窖中所含的精子總數(shù)和每個地窖中的精子密度。在雌性個體中,多達(dá)20萬精子儲存在宮頸的地窖中。
報告還指出,在人工授精后的第九天,他們在宮頸粘膜中發(fā)現(xiàn)了有活力的精子。綜上所述,Inseller和他的同事認(rèn)為,受精后,宮頸變成精子庫,有活力的精子逐漸釋放到輸卵管中。這一重要發(fā)現(xiàn)在學(xué)術(shù)界被多次引用,但尚未引起足夠的重視,并且沒有人對其進(jìn)行后續(xù)研究。
羅伯特·愛德華茲爵士于2010獲得諾貝爾獎,以促進(jìn)試管受精。他的教科書《人類女性的概念》(1980)長達(dá)1000多頁,只有一句短句提到子宮頸凹陷。自從出版以來,許多其他作者都寫了關(guān)于精子儲存在子宮頸凹陷中的作用的文章,但是都寫下來了。精子的儲存和釋放對人類的生殖十分重要。人們普遍認(rèn)為,月經(jīng)周期可以避免所謂的懷孕窗口,但人們長期誤解精子在受精后只能存活兩天。事實上,精子可能存活?;?0天甚至更長,所以所謂的自然避孕根本不可靠。精子儲存也直接關(guān)系到不孕癥的治療。
另一個誤解是,男性會一直生育到老年,而女性更年期后將無法生育。大量數(shù)據(jù)表明,隨著年齡的增長,男性的精子數(shù)量和質(zhì)量將繼續(xù)下降。此外,最近的研究發(fā)現(xiàn),精子在四倍的卵率,所以老年男性的精液實際上是相當(dāng)危險的。
在工業(yè)社會中,婦女初次分娩的年齡越來越大,生育問題也越來越嚴(yán)重,關(guān)于這些話題已經(jīng)討論得足夠多了。有人建議,應(yīng)該采用一種侵入性強(qiáng)、成本高昂的生育保存方法,即冷凍卵,來收集卵子fr。但是男性年齡的增長也會導(dǎo)致一系列的生殖問題,尤其是精子突變,很少有人提及。為了減少老年夫婦面臨的生殖問題,有一種非常有效、低成本、但極具侵入性的精液儲存方法。冷凍保存的精子只是人類生殖中較少性別歧視和更可靠的技術(shù)的成果之一。
幾個世紀(jì)以來,哈薩克的矮人被時間的迷霧美化了,這對大多數(shù)人來說都是一個有趣的軼事,象征著早期人類生殖細(xì)胞探索過程中所犯的一系列錯誤。但是它的影響和由此產(chǎn)生的男性偏見已經(jīng)形成了一種微妙的文化刻板印象,這種刻板印象是蜜蜂。N影響生殖生物學(xué)的后續(xù)概念。
作者是羅伯特·D·馬丁,芝加哥自然歷史博物館生物人類學(xué)榮譽(yù)館長,芝加哥大學(xué)進(jìn)化生物學(xué)委員會成員,蘇黎世大學(xué)進(jìn)化醫(yī)學(xué)研究所客座教授。他寫道:我們?nèi)绾巫龅竭@一點:人類繁殖人類生殖的進(jìn)化和未來,2013)。
這篇文章最初發(fā)表在《永恒》上,原名為《男性精子神話》,羅伯特·D·馬丁,譯者:杜淑文,編輯:黃躍,未經(jīng)身份證:圖書與樂趣,不得轉(zhuǎn)載。
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