Spermos ir paviršiaus pritraukimo galvosūkis

1963 m. zoologas lordas Rothschildas nustatė, kad spermos ląstelės bulių spermos laše buvo linkusios pasiskirstyti specifiniu neatsitiktiniu būdu. Dėl tam tikrų priežasčių jie buvo daug labiau linkę būti šalia lašo paviršiaus nei šalia jo centro.

Nuo tada daugelis biologų pastebėjo faktą, kad visų rūšių spermatozoidai linkę telktis šalia paviršiaus, o ne ant jo ar toli nuo jo. Tiesą sakant, jie linkę naršyti tam tikru atstumu nuo paviršiaus, pavyzdžiui, dangtelio arba stiklelio po mikroskopu, o tai pasirodė esąs labai naudingas šias ląsteles tyrinėjantiems biologams.

Tik kodėl spermos ląstelės turėtų taip elgtis, biologus jau seniai glumino. Dabar Davidas Smithas ir Johnas Blake'as iš Birmingamo universiteto JK šiek tiek paaiškina šį klausimą, sukurdami plaukiojančios spermatozoidų ląstelės ir jėgų, veikiančių šiuo mastu, skysčių dinamikos modelį.

Jų išvada yra tokia, kad kaupimasis šalia paviršių yra grynai skysčių dinamikos, o ne bet kokio paties spermos paviršiaus ieškančio elgesio poveikis. Tačiau poveikis yra subtilus ir pasireiškia tik ilgai imituojant spermos elgesį skysčiuose

Smithas ir Blake'as teigia, kad veikia keletas efektų. Pirma, yra labai silpna skysčio dinaminė jėga, kuri traukia ląsteles link paviršiaus.

Tačiau dėl įvairių priežasčių spermatozoidų ląstelė, priartėjusi prie paviršiaus, yra linkusi į specifinį požiūrį: uodega linkusi sėdėti arčiau paviršiaus nei galva. Dėl šio polinkio spermatozoidai nuplaukia nuo paviršiaus.

Prie to pridedamas natūralus spermatozoidų plaukimo judesys, dėl kurio ji pirmiausia nuplaukia nuo paviršiaus, o paskui link jo.

Smithas ir Blake'as imitavo šių jėgų poveikį ir jas kartojo. Jie nustatė, kad po 8000 ciklų spermatozoidų plaukimo trajektorija visada linkusi tam tikru atstumu nuo paviršiaus. Paviršius ne tik traukia ląstelę; Jie teigia, kad tai sukelia kintamą poslinkį link paviršiaus, kuris nukreipia ląstelę į šį fifininį atstumą, ir nuo jo.

Ši konvergencija iki tam tikro atstumo nuo paviršiaus užtrunka. Tačiau Smithas ir Blake'as teigia, kad ląstelės galvos dydis ir forma tai žymiai pagreitina.

Taigi tai yra subtilus efektas, padedantis išaiškinti šią ilgalaikę paslaptį.

Tačiau tai kelia daugybę kitų klausimų, pavyzdžiui, kodėl spermatozoidai pirmuoju atveju turi šią keistą savybę. Ar tai artefaktas, pastebėtas tik labai dirbtinėmis aplinkybėmis, atsirandančiomis po dengiančiais stikleliais ir mikroskopais? O gal tai yra biologiškai reikšminga, tokiu atveju kaip ji išsivystė ir kodėl?

Ir galiausiai, ar šis geresnis spermos elgesio supratimas gali būti panaudotas vaisingumo gydymui? Maždaug 1 iš 6 porų Vakarų pasaulyje turi sunkumų pastoti, ir manoma, kad maždaug pusė iš jų yra problemų, susijusių su sperma, pasekmė.

Geresnis spermatozoidų judrumo supratimas tikrai vieną dieną padės ir gali būti svarbus ir kitose srityse, pavyzdžiui, naminių gyvūnų veisimo ir laukinės gamtos apsaugos srityse.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1007.2153 : Spermatozų kaupimasis paviršiuje: dinaminis skysčių reiškinys

paslėpti