螺旋形的鸟类精子游得更快但需要付出代价

博士研究学生HannaNyborgStøstad调查了鸣禽精子的独特螺旋形状。Støstad比较了包括麻雀和树燕在内的36种鸟类的精子细胞，发现精子具有特别明显的螺旋形或螺旋形状的物种也具有平均游泳速度高的精子。然而，这些物种也往往具有高比率的异常或受损的精子。

该研究的第二部分，确定精子形状和精子损伤之间的关联，今天发表在进化生物学杂志上。第一部分解释了螺旋形精子游得更快，于2018年7月发表于Evolution。

Støstad博士说：“我们的研究结果表明，游泳速度与精子的稳健性之间存在权衡。精子细胞形状越螺旋，游动的速度就越快，但受损的风险就越高。这种权衡可以帮助我们理解为什么有这么多奇怪的精子形状，不仅在鸣禽中，而且在整个动物王国中。不同的形状代表不同的策略，具有不同的优点和缺点。

研究人员与数学家合作，找出为什么螺旋形精子比直的，更光滑的精子游得更快。考虑到阻力，粘度和大小等物理因素，看起来螺旋形精子细胞在旋转时向前移动，有效钻入雌性液体到达卵子。旋转越多，向前运动越多。

斯托斯塔德博士说：“因为精子非常微小，所以它们很难在更重的液体中移动任何地方，所以它们有助于'拧紧'前进的方式。”虽然螺旋状精子的薄而螺旋状的边缘看起来很脆弱，但研究人员无法确切地说是什么导致螺旋形精子更容易出现异常和损伤。但是，他们确实有一些想法。

“我怀疑它与氧化损伤有关，”Støstad博士说。“精子细胞特别容易发生氧化损伤，这可能导致我们观察到的异常。但是，关于细胞形状如何影响氧化损伤的风险知之甚少，因此我们需要更多的研究。”

虽然所有的精子细胞具有相同的功能 - 使卵子受精 - 但有数千种不同形状的精子。从钩状小鼠精子到蛇形眼镜蛇精子，研究人员几十年来一直在研究这种变异，并且在20世纪初首次观察到鸣禽精子的螺旋形状。这项新研究为理解精子细胞形状的这种非凡多样性提供了新的框架。

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