تحدي الأبحاث الجديدة أكثر من ثلاثة قرون من نظريات حركة الحيوانات المنوية. يبدو أن حيوان منوي بشري يسبح مثل الثعابين المتمايلة تحت المجهر، حيث تتأرجح الذيل ذهابًا وإيابًا أثناء سعيه لتخصيب بويضة. لكن هل تعرف كيف تتحرك الحيوانات المنوية؟
لـ 350 سنة، كان يُعتقد أن الحيوانات المنوية تتحرك بتميل ذيولها مثل الثعابين. ومع ذلك، تُظهر الدراسات أنها تدور للأمام مثل لعبة الدوامة.
السباحة داخل جسم الإنسان
كان أنطوني فان ليفنهوك، العالِم الهولندي المعروف بأب علم الأحياء الدقيقة، أول من راقب حيوان منوي بشري عن قرب. استخدم فان ليفنهوك مجهره الذي طوره حديثًا لفحص حيواناته المنوية في عام 1677، مكتشفًا أن السائل كان مليئًا بخلايا صغيرة متمايلة للمرة الأولى.
أظهر المجهر ثنائي الأبعاد أن الحيوانات المنوية تدفعها ذيولها التي تتمايل من جانب إلى آخر بينما يدور رأس الحيوان المنوي. كان هذا هو الفهم لكيفية حركة الحيوان المنوي البشري خلال الـ 343 سنة التالية.
لقد افترض العديد من العلماء أن هناك عنصرًا ثلاثي الأبعاد مهمًا للغاية في طريقة حركة ذيل الحيوان المنوي، ولكن حتى الآن لم تكن لدينا التقنية اللازمة لإجراء مثل هذه القياسات بشكل موثوق.
آلان باسي، أستاذ علم الأندولوجيا في جامعة شيفيلد في إنجلترا
بدأ غاديلا وزملاؤه في الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك البحث بـ “استكشاف السماء الزرقاء”، وفقًا لغاديلا. قاموا بالتقاط حيوانات منوية بشرية تسبح على شريحة مجهرية باستخدام تقنيات التصوير ثلاثية الأبعاد وكاميرا عالية السرعة قادرة على تسجيل 55,000 إطارًا في الثانية.
ما وجدناه كان شيئًا مدهشًا تمامًا، لأنه كسر تمامًا نظام معتقداتنا.
هرميس غاديلا، عالم رياضيات في جامعة بريستول بالمملكة المتحدة
لم تكن أذيال الحيوانات المنوية تتأرجح من جانب إلى آخر. بل كانت تضرب في اتجاه واحد فقط. لاستخلاص الحركة الأمامية من هذه الحركة غير المتناظرة للذيل، كان رأس الحيوان المنوي يدور بشكل مرتعش في نفس الوقت الذي يدور فيه الذيل. رأس الحيوان المنوي ودوران الذيل هما حركتان منفصلتان يتحكمان فيهما آليتان خليويتان مختلفتان، وفقًا لغاديلا. النتيجة تشبه القندس الدوار أو لقمة الحفر الدوارة عندما يجتمعان. الحركة الأحادية الجانب للذيل تتوازن خلال دوران كامل بزاوية 360 درجة، مما يضيف إلى الدفع الأمامي.
الحيوان المنوي لا يسبح حتى، بل يحفر في السائل.
هرميس غاديلا، عالم رياضيات في جامعة بريستول بالمملكة المتحدة
(المصدر: Live Science)
الاستدارة
تقنياً، طريقة حركة الحيوانات المنوية تُعرف بالاستدارة، مما يعني أنها تدور حول محور، لكن محور الدوران يتغير. تقوم الكواكب بذلك أثناء دورانها حول الشمس، لكن المثال الأكثر شيوعاً هو الدوامة التي تدور، والتي تتمايل وترقص على الأرض أثناء دورانها على طرفها.
من المهم الإشارة إلى أنه في رحلتها نحو البويضة، ستسبح الحيوانات المنوية عبر بيئة أكثر تعقيداً بكثير من قطرة السائل التي تم ملاحظتها في هذه الدراسة. داخل جسم المرأة، سيتعين عليها السباحة في قنوات ضيقة من سائل لزج جداً في عنق الرحم، وجدران من خلايا متموجة في القنوات الرحمية، بالإضافة إلى التعامل مع الانقباضات العضلية والسائل الذي يُدفع على طول (بواسطة الأهداب التي تُدعى السيليا) في الاتجاه المعاكس للاتجاه الذي تريد الوصول إليه. ومع ذلك، إذا كانت قادرة فعلاً على حفر طريقها إلى الأمام، فأنا الآن أرى بوضوح أكبر كيف قد تتعامل الحيوانات المنوية مع هذا المسار الصعب للوصول إلى البويضة والدخول إليها.
آلان باسي، أستاذ علم الذكورة في جامعة شيفيلد في إنجلترا
حركة الحيوانات المنوية، أو القدرة على التحرك، هي أحد المقاييس الحرجة التي يأخذها أطباء الخصوبة في الاعتبار عند تقييم خصوبة الذكور، وفقاً لغاديلها. دوران رأس الحيوان المنوي لا يُؤخذ حالياً في أي من هذه المقاييس، لكن أبحاثاً مستقبلية قد تكشف عن عيوب معينة تعيق هذا الدوران وبالتالي تعرقل حركة الحيوان المنوي.
وفقاً لباسي، تستخدم عيادات الخصوبة الميكروسكوب ثنائي الأبعاد، وهناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد ما إذا كان الميكروسكوب ثلاثي الأبعاد يمكن أن يفيد تحليلاتهم.
بالتأكيد، أي نهج ثلاثي الأبعاد يجب أن يكون سريعاً، منخفض التكلفة ومؤتمتاً ليكون له قيمة سريرية، ولكن بغض النظر عن ذلك، فإن هذه الورقة تشكل خطوة في الاتجاه الصحيح.
هرميس غاديلها، رياضياتي في جامعة بريستول في المملكة المتحدة
(المصدر: Live Science)
