物理

环境重力低,精子游得快

失重环境下精子游得更快,太空中怀孕

非处方药 发表于  2011-06-30 23:45

自从人类有能力进入太空飞行之后,一些人就萌发了在失重的太空中XXOO甚至怀孕的想法。那么,XXOO后,离开人体的精子在不受地球重力的影响时,运动能力如何呢?如果XXOO发生在宇宙飞船升空过程的超重状态下,情况又会有什么不同呢?

可惜的是,目前既没有那么多太空小旅馆,大部分人也没能力支付那么昂贵的太空开房费,这些问题还真不好回答。不过,好在地球上生活着一类叫做科学家的人,他们对此也非常感兴趣,并做了一系列实验来研究这些问题。

重力小游得快

从1976年开始,欧洲就开始借助火箭进行低重力条件下的实验。这个实验项目被称之为Technologische Experimente unter Schwerelosigkeit(TEXUS),翻译成中文就是“微重力条件下的技术实验”。1988年11月和1990年5月,在欧洲宇航局(European Space Agency, ESA)和瑞典宇航公司(Swedish Space Corporation, SSC)的参与下,人们在北瑞典(North Sweden)的基律纳(Kiruna)发射了实验用火箭。人们在火箭中进行了一系列低重力条件实验,其中一项实验的内容就是测试在微重力条件下牛的精子的运动情况。

除了在火箭上进行实验之外,研究人员还在地面进行正常重力环境中(正常重力加速度,即1g)的对照实验。无论是在失重环境中,还是在正常重力环境中使用的实验材料,均来自同一次射精所得到的牛精液。并且,实验之前,精液会被稀释为每毫升液体中含有约4-5千万个精子的样本。样本被放入具有视频监测功能的恒温观测设备中,随着火箭一同进入低重力环境下。在实际的实验观测过程中,精子所受到的重力加速度小于10-4g。

在1988年11月的实验中,研究人员在正常重力条件和失重条件下,分别观测了761和698个精子的运动情况;在1990年5月的实验中,研究人员又分别观测了1154和1090个精子的运动情况。

在1988年的实验中,研究人员发现,与正常重力环境相比,在微重力条件下,精子更倾向于沿直线运动。在地面的对照组样本中,40%左右的精子的运动轨迹基本为直线。相比之下,而在微重力环境中,高达70%左右的精子沿直线运动。 [G1] 在1990年的实验中,研究人员还发现,在微重力条件下,精子的运动速度产生了变化。原本运动速度处在10-20微米/秒范围的精子中,有17.5%的精子运动速度提升到了20微米/秒以上[1]。

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精子的几种运动形式示意图。S表示精子运动的最初起点与运动最后终点之间的直线距离。V则表示精子实际运动过程中,各位点的直线距离之和。在本实验中,S/V的值处于0.9-1.0之间时,研究人员认为精子的运动为直线运动[1]。

什么让精子游得快?

虽然在微重力环境下,精子的游动会变得更快,但这一定是微重力引起的吗? 我们知道,火箭在进入既定太空轨道平稳运行之前,会发生强烈的震动,并出现超重的现象。是否是这些刺激,使得精子在进入微重力环境之后出现运动力上升的现象呢?

1999年,堪萨斯大学医学中心(University of Kansas Medical Center)的研究人员模拟了火箭的震动、加速运动等环境,并将海胆的精子置于这样的环境中进行实验。结果,精子的运动情况并未发生显著变化[2]。看来,精子的运动能力提高,并不是起飞阶段时超重造成的。

超重还对精子的运动有阻碍作用,堪萨斯的那帮家伙在2001年又捣鼓了一次超重实验。他们将海胆的精子置于较低的超重环境(如1.3g)中,结果与微重力环境下相反,他们发现精子的直线运动速度受到了一定的抑制[4]。

那么到底什么使得处于微重力环境下的精子游得更快呢?原来,在精子的尾部有一种被称为FP130的蛋白质。研究人员发现,在相同的时间段内,微重力环境下精子尾部的FP130的磷酸化程度,显著高于正常重力环境中的精子。而这种蛋白质的磷酸化程度与精子尾部的运动能力有着密切的联系。研究人员认为,微重力条件对于FP130磷酸化的刺激作用,使得精子运动能力得到了提升[2]。

爱在太空,更易受孕?

那么,是不是在太空就更容易怀孕呢?事情可没有这么简单。微重力条件下的精子运动速度快,并不代表着在太空中动物更容易怀孕。因为,当初ESA送上天的是动物在地球上排出体外的“成品”精子。如果动物在微重力条件下生活的话,睾丸制造出的精子还能游那么快吗?

为此,2002年日本名古屋城市大学(Nagoya City University)的研究人员做了个初步的实验。他们将小鼠尾巴绑住倒吊起来,以便模拟失重状态下动物身体中体液的运行状态;对照组的小鼠仅绑住尾巴,但腿脚不离地。结果他们发现,倒吊起来的小鼠体内睾酮水平为0.71±1.24ng/mL,明显低于对照组小鼠2.38±3.50ng/mL的睾酮水平。虽然实验组小鼠的精液中具有运动能力的精子的比例仅微微下降,但是,这些精子的平均运动速度却出现了明显下降[3]!

很明显,重力对于精子运动力的影响从“精子制造”过程就开始了。并且,重力不光对精子会产生直接影响,还会通过影响身体的其他系统(如循环系统、内分泌系统)对精子活力造成间接影响。所以,到底低重力会对吴刚精子的运动产生什么样的影响,就只能从他那儿采点儿来研究了。

看来,要想真正搞清楚微重力环境下精子的产生和运动状况,还得仰仗空间技术的发展啊。

[1] Sperm Motility Under Conditions of Weightlessness

[2] Microgravity alters protein phosphorylation changes during initiation of sea urchin sperm motility

[3] Effect of Simulated Microgravity on Testosterone and Sperm Motility in Mice

[4] Fertilization of Sea Urchin Eggs and Sperm Motility Are Negatively Impacted under Low Hypergravitational Forces Significant to Space Flight

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热门评论

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全部评论(25)
  • 1楼
    2011-07-01 00:14 加拉帕戈斯

    此事古难全啊!

    [0] 评论
  • 2楼
    2011-07-01 07:46 某水AI_samoyed 经济学专业,科幻控

    研究吴刚ooxx是个好方向~

    [5] 评论
  • 3楼
    2011-07-01 08:12 csuewang 通信工程专业硕士研究生,DIY爱好者
    引用我主人的AI的回应:研究吴刚ooxx是个好方向~

    导语将我森森地雷住了。。。寂寞的科普女啊。。。。。。

    [0] 评论
  • 4楼
    2011-07-01 08:40 Azoth

    吴刚躺着也中枪

    [1] 评论
  • 5楼
    2011-07-01 08:57 Rockfish

    吴刚。。。。月球没计划生育么?

    [1] 评论
  • 6楼
    2011-07-01 09:08 DRY 渔业研究人员,动物学博士

    生个宇宙宝宝吧

    [0] 评论
  • 7楼
    2011-07-01 09:30 漫画狂想曲

    为毛我看完文章觉得在太空就可以进化得快一点

    [0] 评论
  • 8楼
    2011-07-01 09:58 暖暖爱巧克力

    是不是又是一个新产业

    [0] 评论
  • 9楼
    2011-07-01 10:05 Greeny 果壳视频编辑,实验党

    墙裂要求推出题图萌精子的周边!!

    [0] 评论
  • 10楼
    2011-07-01 11:28 没头脑爱不高兴 翻译达人,重口味科学控

    顶楼上!这个图真有专业水准啊!!!

    [0] 评论
  • 11楼
    2011-07-01 12:01 菜花528
    引用Greeny的回应:墙裂要求推出题图萌精子的周边!!

    顶啊顶~周边

    [0] 评论
  • 12楼
    2011-07-01 14:04 庄生晓梦 死理性极客,科幻迷,图书馆信息管理员


    引用Greeny的回应:墙裂要求推出题图萌精子的周边!!


    眼前浮现出一位妹纸抱着个巨大的精子抱枕入睡的场面……

    [0] 评论
  • 13楼
    2011-07-01 14:56 awesomo
    引用庄生晓梦的回应:


    眼前浮现出一位妹纸抱着个巨大的精子抱枕入睡的场面……


    这抱枕 肯定大卖

    [0] 评论
  • 14楼
    2011-07-01 17:09 霍得转

    在外太空去XXOO可以治疗不孕不育症

    [0] 评论
  • 15楼
    2011-07-01 20:00 LucifeR

    嫦娥美眉有福了~

    [0] 评论
  • 16楼
    2011-07-01 20:22 灰蘑菇

    吴刚和小白兔的故事吗?

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  • 17楼
    2011-07-02 09:04 布尔嚼草者

    那些宇航员相当于变相多了一项福利。

    [0] 评论
  • 18楼
    2011-07-02 19:54 茶包.

    我想到了上次那个愚人节特稿...........

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  • 19楼
    2011-07-03 15:19 黑夜assassin

    谁也不许跟天蓬元帅抢!

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  • 20楼
    2011-07-03 15:43 nopanic 心理学硕士,科幻控,翻译控

    可以找宇航员们做实验咩!!!

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  • 21楼
    2011-07-06 13:41 jamaicarum
    引用awesomo的回应:

    这抱枕 肯定大卖


    不见得吧,诸位MM们(假设MM们是直的)喜欢的应该是JJ君,而不是精子先生。JJ君至少还有点用处,精子先生只会带来一大堆麻烦……看人们为了阻止精子先生接近MM想了多少招儿,套啦,环啦,杀精剂啦,切JJ啦……

    [0] 评论
  • 22楼
    2011-07-19 15:00 囧月一日君
    引用我主人的AI的回应:研究吴刚ooxx是个好方向~

    怪不得嫦娥MM把兔子烤了。

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  • 23楼
    2011-09-05 14:12 黄金鼻子

    我怎么记得美国人做个这个实验啊。。太空OOXX。。据说生了个强壮宝宝。。求粉碎。。
    不过这种实验。。美国会跳过不做么。。。这么多时间呢。女航天员也很多。。

    [0] 评论
  • 24楼
    2012-04-02 14:33 innerve

    宇航员什么的普通人难以实现,不如,大家爬山去吧

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  • 25楼
    2017-03-01 23:41 su27huan

    为么我的精选果壳的“大家都在看”不更新了

    [0] 评论

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非处方药
非处方药 生物学学士,科学传播硕士生

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