สเปิร์มของมนุษย์แหวกว่ายเป็นเกลียวเพื่อชดเชยความไม่สมดุลในหางของพวกมัน ตามที่นักวิจัยในสหราชอาณาจักรและเม็กซิโกใช้กล้องจุลทรรศน์ 3 มิติความเร็วสูงเพื่อพิจารณาว่าสเปิร์มรักษาทิศทางการว่ายน้ำไปข้างหน้าได้อย่างไร ผลลัพธ์ที่ได้แก้ไขความเข้าใจผิดที่มีมายาวนานเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของอสุจิ และอาจช่วยให้นักชีววิทยาเข้าใจภาวะมีบุตรยากของมนุษย์ได้ดีขึ้น
ในศตวรรษที่ 17 นักจุลชีววิทยาชาวดัตช์ผู้บุกเบิก
Antoine van Leeuwenhoek กลายเป็นบุคคลแรกที่ดูเซลล์อสุจิของมนุษย์ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เขาอธิบายการเคลื่อนไหวของพวกมันว่า “เหมือนปลาไหลในน้ำ” ซึ่งขับเคลื่อนตัวเองไปข้างหน้าโดยการฟาดหางหรือแฟลเจลลาจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งในลักษณะที่ดูเหมือนสมมาตร หลายศตวรรษนับตั้งแต่งานของ Van Leeuwenhoek การสังเกตการณ์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ 2 มิติไม่สามารถท้าทายข้อสรุปของเขาได้
ธรรมชาติได้แสดงให้เราเห็นว่าการว่ายเป็นเส้นตรงมีหลายวิธีแอร์เมส กาเดลฮาในการศึกษาล่าสุดซึ่งนำโดยนักคณิตศาสตร์Hermes Gadêlhaจาก University of Bristol ทีมงานใช้กล้อง 3 มิติที่สามารถถ่ายภาพที่ความเร็วมากกว่า 55,000 เฟรมต่อวินาทีเพื่อดูตัวอสุจิขณะที่พวกมันว่ายในของเหลวที่มีความหนืดต่ำ ภาพที่ได้และการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ช่วยให้นักวิจัยอธิบายการเต้นของแฟลเจลลาของสเปิร์มจากกรอบอ้างอิงซึ่งเคลื่อนที่และหมุนไปพร้อมกับเซลล์ในทั้งสามทิศทางขณะที่เคลื่อนที่
สเปิร์มว่ายคุณต้องก้าวไปข้างหน้า: งานวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าสเปิร์มของมนุษย์ตีหางไปข้างหนึ่ง แต่ม้วนเพื่อให้พวกมันว่ายไปข้างหน้า ผลการวิจัยพบว่าเซลล์สเปิร์มแหวกว่ายในท่าหมุนเกลียวซึ่งควบคุมโดยตัวควบคุมสองส่วนแยกจากกัน หนึ่งคือคลื่นการเดินทางที่ไม่สมมาตรไปตามแฟลกเจลลาซึ่งส่งผลให้เกิดจังหวะด้านเดียวหรือไม่สมมาตร
ด้วยการเคลื่อนไหวนี้เพียงอย่างเดียว
สเปิร์มจะว่ายเป็นวงกลม เหมือนกับการบีบเต้านมด้วยมือเดียว อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยพบว่าคลื่นนิ่งเป็นจังหวะที่หางหมุนตัวอสุจิทั้งหมดไปรอบๆ ทิศทางการว่ายน้ำ การเคลื่อนไหวโดยรวมคล้ายกับการหมุนด้านบน: เมื่อหัวของสเปิร์มหมุน – เจาะเข้าไปในของเหลวรอบ ๆ – หางจะหมุนรอบแกนกลางในอัตราเดียวกัน
Gadêlhaและเพื่อนร่วมงานแนะนำว่าความเอียงข้างในจังหวะว่ายน้ำของตัวอสุจินั้นลดลงจากความไม่สมดุลต่างๆ ในโครงสร้างโมเลกุลของแฟลเจลลาของอสุจิ ซึ่งจะถูกชดเชยในการเคลื่อนที่แบบกลิ้งเพื่อให้ตัวอสุจิว่ายไปข้างหน้า “ธรรมชาติแสดงให้เราเห็นว่าการว่ายเป็นเส้นตรงมีหลายวิธี” กาเดลฮากล่าว อันที่จริง การสังเกตของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าการเคลื่อนไหวของตัวอสุจิแบบ 2 มิติจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง ซึ่ง Van Leeuwenhoek เห็นครั้งแรกนั้นเป็นเพียงภาพลวงตา ดังนั้น การแก้ไขความเข้าใจผิดที่มีมายาวนานหลายศตวรรษเกี่ยวกับวิธีที่เซลล์ขับเคลื่อนตัวเองไปข้างหน้า
เคลื่อนไหวตามจังหวะ
David Smithจากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม ผู้ศึกษาคณิตศาสตร์ของสเปิร์มว่ายน้ำและไม่ได้มีส่วนร่วมในงานนี้ บอกกับPhysics Worldว่าผลลัพธ์นั้น “น่าประทับใจในทางเทคนิคมาก” “ยังไม่มีข้อมูลการถ่ายภาพ 3 มิติจำนวนมากเกี่ยวกับสเปิร์มของมนุษย์ และแนวคิดของการตีข้างเดียวร่วมกับการกลิ้งเป็นสิ่งที่น่าสนใจและไม่ต้องสงสัยจะนำไปสู่ความสนใจอย่างมากจากผู้สร้างแบบจำลอง” เขากล่าว
บริษัทฟิสิกส์ที่ช่วยวางไข่การปฏิวัติ IVF
สมิทกล่าวเสริมว่าสเปิร์มของมนุษย์มีพฤติกรรมที่แตกต่างกันมากมาย ดังนั้นจำเป็นต้องมีการทำงานเพิ่มเติมกับตัวอย่างขนาดใหญ่และในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ที่จริงแล้ว ในระบบสืบพันธุ์เพศหญิง สเปิร์มพบของเหลวที่มีความหนืดมากกว่าที่ใช้ในงานปัจจุบัน และแสดงให้เห็นว่าสเปิร์มของมนุษย์ว่ายในของเหลวที่มีความหนืดสูงอย่างนุ่มนวลและไม่วุ่นวายมาก
ทว่านักวิจัยหวังว่าการค้นพบของพวกเขาจะนำไปสู่เครื่องมือวินิจฉัยใหม่สำหรับการระบุตัวอสุจิที่ไม่แข็งแรงและปัจจัยที่ตามมาซึ่งอาจทำให้เกิดภาวะมีบุตรยากในผู้ชาย มาตรฐานทองคำในปัจจุบันสำหรับการตรวจอสุจิในระหว่างการตรวจสอบภาวะมีบุตรยากคือการวิเคราะห์ตัวอสุจิโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย ซึ่งติดตามพารามิเตอร์ต่างๆ ของตัวอสุจิ รวมถึงรูปร่างของศีรษะ ขนาด และความสามารถในการว่ายน้ำ Gadêlha กล่าวว่าผลลัพธ์ใหม่ชี้ไปที่พารามิเตอร์ที่สำคัญอื่น ๆ ที่สามารถพิจารณาได้ในขณะนี้ “ผลงานชิ้นนี้แสดงให้เห็นแล้วว่าการหมุนเวียนของอสุจิก็มีความสำคัญเช่นกัน” กาเดลฮากล่าวเสริม
ผิวออกไซด์ที่ไหลออกมา
ในการศึกษาของพวกเขา Song และสมาชิกของทีมวิจัยที่นำโดยนักฟิสิกส์Karen DanielsและนักเคมีMichael Dickeyเอาชนะปัญหานี้ด้วยการฉีดของเหลวยูเทคติกแกลเลียมอินเดียม (EGaIn) ลงในอ่างอิเล็กโทรไลต์แบบน้ำ ในเวลาเดียวกัน พวกเขาใช้แรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยกับของเหลว ศักยภาพที่ใช้นี้กระตุ้นปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ส่วนต่อประสานระหว่างของเหลว ทำให้เกิดผิวออกไซด์บางๆ ไหลออกมาบนผิวโลหะ
เมื่อก่อตัวขึ้นแล้ว ผิวนี้จะลดแรงตึงผิวของโลหะจากมากกว่า 500 mN/m2 เหลือน้อยกว่า 0.1 mN/m2 ซึ่งต่ำกว่าน้ำอย่างมาก ต่อจากนั้น กระแส EGaIn ก็สามารถคงรูปทรงกระบอกเดิมไว้ได้นานขึ้นและในระยะทางที่ไกลกว่า ก่อนที่จะแตกเป็นหยดเล็กๆ นักวิจัยเปรียบเทียบผลกระทบนี้กับการเพิ่มโมเลกุลสบู่ลงในน้ำ แม้ว่าในกรณีนี้ แรงตึงผิวเดิมของโลหะสามารถฟื้นคืนได้เพียงแค่ขจัดแรงดันไฟฟ้าที่ใช้
เส้นใยคล้ายขน
นักวิจัยใช้เทคนิคนี้ในการผลิต “สายไฟ” ทรงกระบอกที่ไหลของ EGaIn ตามความต้องการและแบบเรียลไทม์ ลำธารเหล่านี้มีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์มากมาย รวมถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานและความเร็วประมาณ 1 ซม./วินาที ซึ่งช้ากว่าความเร็วของหัวฉีดในเทคนิคก่อนหน้านี้มาก นอกจากนี้ สายไฟยังสามารถทำให้บางลงเหลือเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 0.1 มม. ทำให้เกิดเส้นใยคล้ายขนที่ไหลและโค้งงอในระยะทางไกล
Credit : 20mglevitrageneric.info altdotcountry.net angrybunni.org audiocdripper.net austinmasonry.net
