Сперматозоиды в группе плывут более целенаправленно

Сперматозоиды и яйцеклетка под сканирующим электронным микроскопом / © Phillips, Science Photo Library

Зачастую готовые к оплодотворению сперматозоиды держатся вместе и образуют небольшие группы. Согласно новой статье, мужские половые клетки от этого не становятся быстрее, зато продвигаются вперед более целеустремленно.

Давно замечено, что сперматозоиды млекопитающих — половые клетки со жгутиком, содержащиеся в сперме — иногда плавают вместе, небольшими «стайками» по две-четыре штуки. Внутри такой группы отдельные клетки держатся вплотную и сориентированы в одном направлении, в котором и перемещаются по женской половой системе.

Среда, в которой они плывут, не только содержит особые химические факторы, определяющие их движение к яйцеклетке, она также имеет особое физическое свойство вязкоупругости. Значит, такое вещество (в этом случае — слизистые выделения) при взаимодействии с другими объектами проявляет свойства как вязкой жидкости, так и упругого тела.

Однако почему мужские половые клетки ведут себя именно так, не было понятно. Возможное объяснение нашли авторы новой публикации в Frontiers in Cell and Developmental Biology. Для экспериментов они использовали сперму быка, которая по размеру и форме напоминает человеческую.

Ученые сконструировали небольшую микрофлюидную камеру (размером всего четыре сантиметра) и наблюдали за перемещением в ней сперматозоидов. Камеру наполнили жидкостью, физические свойства которой имитируют «естественную среду» движения сперматозоидов — секрет матки и фаллопиевых труб.

Оказалось, от объединения в группу хвостатые клетки не перемещаются быстрее, хотя именно это первым приходит на ум, — абсолютное значение их скорости не возрастало.

Сперматозоиды поодиночке и группами (в желтых кружках) S Phuyal, SS Suarez, C-K Tun

Зато в группе они целенаправленнее перемещались «вверх по течению», то есть реже меняли направление движения и в итоге плыли более «целеустремленно». Ученые предполагают, что эта необычная адаптация, основанная на принципах гидродинамики, имеет определенное эволюционное значение.

Они также считают, что обнаружили новый важный параметр, по которому можно оценивать качество спермы при медицинских исследованиях.

Профессор Танг (Tang), один из исследователей, особенно восхищен гидродинамикой процесса, которая характеризует движение компании сперматозоидов. «Это может напомнить группу мотоциклистов, едущих пелотоном, но механика движения в жидкости на самом деле здесь совсем иная. Мы обязательно постараемся узнать об этом побольше», — поделился профессор.