PS大众科学
26-06-23 19:56 微博认证:美国著名科技杂志《大众科学(Popular Science)》中文版

【#为何果蝇拥有巨型精子#】成年雄性黑腹果蝇只有芝麻大小,但其精子长度却能达到同等尺寸(尾巴占据了绝大部分长度),体积更是人类精子的 40 倍。这些“超大号”精子是如何在狭窄的生殖系统中保持整齐、避免打结的?刚刚发表在《自然-物理》上的最新研究揭示了其精妙的自组织机制。#PS知趣#

果蝇雄性生殖系统中有一个名为“精囊”的器官,用于存储精子,大小仅约 200 微米——这相当于要把成千上万条“巨大”精子塞进一个极小的空间里。打个比方:就像把一副有线耳机塞进裤袋,很容易缠成一团;现在想象把几千副耳机同时塞进去,混乱程度可想而知。但果蝇却完美解决了这一难题。

Flatiron 研究所计算生物学中心的研究者通过荧光染色和三维电子显微镜发现,果蝇精子并非静止不动,而是形成了‌密集排列的群体‌,并产生持续的“流动”。这种集体运动能持续数小时,覆盖整个精囊。

‌精子之间通过接触相互推动,保持尾部绷紧,就像绷紧的绳子不易打结。每个精子的头部快速独立移动(类似双向车流中的汽车),尾部则整体缓慢“涌动”。它们可以以一种与教科书上“单个精子在液体中游动”完全不同的方式运动——单个果蝇精子几乎不朝特定方向移动,但通过与相邻精子相互作用,它们能实现集体迁移。

研究者指出,这种高密度、自组织的系统在自然界并非罕见——例如,DNA 可以“折叠”在微小的细胞核内,人类肠道能盘绕容纳 9 米的长度。但对果蝇而言,这种精密的存储机制极大提高了繁殖成功率‌,可以视为物种生存的重要进化策略。

📑相关研究刚刚发表在《自然-物理》上:http://t.cn/AXScSFY8