Scott Pitnicki tätoveering pole täpselt peen. Massiivne mustvalge seemnerakk väänab ja kergitab paremat küünarvarre ülespoole, näib, et ta urgu nahka sisse ja välja, enne kui see tõuseb rusika suuruseks peas tema biitsepil. Samuti pole Syracuse ülikooli bioloog reserveeritud oma ebahariliku kehakunsti suhtes, mis kunagi ilmus väljaandes The Guardian ilmunud silmapaistvate teadlaste tätoveeringute montaažis.
Pitnicki jaoks peegeldab tema keerukas tint tema sügavat vaimustust sperma "uskumatult ainulaadses bioloogias". Arvestage, et tema sõnul on seemnerakud keha ainukesed rakud, mis on mõeldud võõrasse keskkonda heitmiseks - jõud, mis nõuab dramaatilisi füüsilisi muutusi nagu nad rändavad munanditest naise reproduktiivtraktisse.
Seotud sisu
- Varasemad imetajad hoidsid laskuvate munanditega jahedat
- Miks teadlased saatsid hiire sperma rahvusvahelise kosmosejaama
- Nüüd saate nutitelefonirakendusega mõõta meeste viljakust
- Rasestumisvastane geel, mille nimi on “IUD For Men”, teeb selle läbi ahvi uuringute
"Ükski teine rakk ei tee seda, " ütleb Pitnick, kes on spermat uurinud rohkem kui 20 aastat. "Neil on see autonoomia."
Tema laboris on Pitnick insenerinud puuviljade kärbeste seemnerakke, et helendada kummituslikult punast ja rohelist, et ta saaks jälgida nende liikumist läbi dissekteeritud emaste kärbseseene paljunemisjoonte. Ta loodab, et tema töö aitab paljastada, kuidas sperma naisorganites käitub - uuringuvaldkond on alles lapsekingades. Sellised uuendused võiksid ühel päeval selgitada sperma kuju ja suuruse suurt mitmekesisust loomariigis. Veelgi enam, need võivad lõpuks aidata teadlastel välja töötada inimeste viljatuse ravimeetodeid, aga ka tõhusamaid meeste rasestumisvastaseid vahendeid.
"Me ei saa sperma funktsioonist ja selle toimimisest peaaegu midagi aru, " ütlevad Pitnick. Paljud vastused neile tundmatutele peituvad tõenäoliselt sperma mõistatuse teises pooles: naisekehad.
See võib osutuda pettumuseks julgetele bioloogidele, kes vaatasid spermarakke täies hiilguses 17. ja 18. sajandil, kasutades selleks tolle revolutsioonilist mikroskoopi. Need varased spermatosoidide teadlased said endale ülesande vastata kõige elementaarsematele küsimustele, näiteks: kas sperma on elusloomad? Kas nad on parasiidid? Ja kas igas seemnerakus on pisike eelnevalt moodustatud täiskasvanud inimene, kes on selle sisse keerdunud? (Selleni jõuame hiljem.)
Leeuwenhoeki küüliku sperma (joonised 1-4) ja koera sperma (joonised 5-8) varased mikroskoopilised vaatlused. (Wikimedia Commons) Inimene, kellel on kahtlane au esimesena spermat detailselt uurida, oli hollandlane Anton van Leeuwenhoek, kes töötas välja varase ühendmikroskoobi. Van Leeuwenhoek kasutas oma uut tööriista 1670-ndate aastate keskel esmakordselt oma tujukamate objektide, näiteks mesilasemade, inimeste täide ja järvevee uurimiseks.
Kolleegid kutsusid teda üles pöörama objektiiv sperma poole. Kuid ta muretses, et spermast ja vahekordadest kirjutada oleks vääritu, ja nii ta takerdus. Lõpuks, aastal 1677, andis ta järele. Ejakulaadi uurimisel tabasid teda kohe pisikesed loomakehad, mille ta leidis enda seest vingerdamas.
Kihlunud isegi oma järeldusi kolleegidega jagama - rääkimata käsivarrel tätoveeringu vormistamisest - kirjutas van Leeuwenhoek kõhklevalt Londoni kuninglikule seltsile oma avastusest 1677. aastal. „ Kui teie isandkond peaks arvestama, et need tähelepanekud võivad õpituid halvustada või skandaalistada., Palun siiralt, et teie isandkond peaks neid eraviisiliseks ja avaldaksite või hävitaks need nii, nagu teie juhtkond seda vajalikuks peab . ”
Tema Lordship (teise nimega kuningliku seltsi president) otsustas avaldada van Leeuwenhoeki leiud ajakirjas Philosophical Transactions 1678. aastal, unustades sellega spermabioloogia täiesti uue valdkonna.
Raske on üle tähtsustada, kui salapärased need oravad, mikroskoopilised komakesed tol ajal teadlastele oleksid ilmunud. Enne nende "loomarullide" avastamist ulatusid laialdaselt teooriad selle kohta, kuidas inimesed rohkem inimesi tegid, ütles Bob Montgomerie, bioloog, kes uurib loomade paljunemist Kanadas Queeni ülikoolis. Näiteks uskusid mõned, et meeste ejakulaadi eralduv aur stimuleeris emasloomi kuidagi beebide tegemiseks, teised aga uskusid, et mehed tegid beebisid ja viisid nad inkubeerimiseks emasloomadele.
"Võite ette kujutada, kui keeruline see on, kui teil pole aimugi, mis toimub, " ütleb Montgomerie. St: ilma sperma ja mune nägemata tõmbasid need teadlased tõepoolest teooriad õhukesest õhust välja.
17. sajandil uskusid paljud teadlased, et kõik spermatosoidid sisaldasid selles pisikest, täielikult eelnevalt moodustatud inimest, nagu näitas Nicolaas Hartsoekeri 1695. aasta visand. (Wikimedia Commons) Isegi pärast seda, kui van Leeuwenhoek avastas 1677. aastal seemnerakud, möödus umbes 200 aastat enne, kui teadlased leppisid kokku inimeste moodustises. Tee äärde kerkisid kaks peamist mõttevälja: Ühelt poolt uskusid “preformaatorid”, et iga spermatosoid - või iga muna, sõltuvalt sellest, kellelt te küsisite - sisaldab pisikest, täielikult eelnevalt moodustatud inimest. Selle teooria kohaselt oli muna - või sperma - lihtsalt arenguks vajalik koht.
Teisest küljest väitsid “epigenesistid”, et nii mehed kui naised andsid uue organismi moodustamiseks oma panuse, ehkki nad polnud kindlad, kes millesse täpselt panustas. 1700. aastate avastused pakkusid selle väite kohta rohkem tõendeid, sealhulgas 1759. aasta avastus, et tibud arendavad elundeid järk-järgult. (Montgomerie märgib seda raamatus Spermabioloogia : evolutsiooniline perspektiiv, mille toimetasid kolleegid, sealhulgas Pitnick.)
Mikroskoobi täiustustega jälgisid 19. sajandi keskpaiga teadlased embrüonaalset arengut merisiilimunades, mis on mugavalt läbipaistvad. Need tähelepanekud lükkasid edasi eeltöö kontseptsiooni ja võimaldasid teadlastel hakata küsima, kuidas toimivad sperma ja munarakk koos uute organismide loomisega.
Sperma uuringud heidavad valgust ka teistele kehasüsteemidele. 1960. aastatel tuvastasid teadlased valgu düneiini, mis vastutab sperma liikumise eest. "Selgub, et sama mootorvalk vastutab kõikvõimalike rakkudes toimuvate protsesside eest, " ütleb Michigani Oaklandi ülikooli emeriitprofessor Charles Lindemann, kes uuris sperma liikuvust. Tänapäeval teame, et düneiin osaleb selliste mikroskoopiliste rakustruktuuride liikumises nagu tsilia ja flagella, mis on paljude kehaliste funktsioonide võtmeks.
Sellegipoolest oli viljakuse uuringute varane edasiminek aeglane. Montgomerie ütles, et sel ajal polnud üldse väga palju töötavaid teadlasi, rääkimata seemnerakuteadlastest. Tema hinnangul oli sel ajal spermat uurinud vaid kümmekond inimest; Võrdluseks - vähki uurib täna umbes 400 000 teadlast. "Mõned inimesed tegid seda, aga võib-olla mitte piisavalt, " ütleb Montgomerie.
Pitnick lisab, et vähesed varajased teadlased, kes spermat uurisid, ei pruukinud naise reproduktiivse süsteemi rolli viljakuse võrrandis täielikult mõista - see on ülevaade, mis võiks selgitada, miks see piirkond on tänapäeval endiselt selline mõistatus. "Osa sellest on meeste bioloogiline eelarvamus arvata, et naissoost pole loo oluline osa, ja see ulatub spermabioloogias tagasi kogu selle eeltöö idee juurde, " ütleb Pitnick.
Tehnilisest küljest on sperma liikumise jälgimine naise sees logistiliselt väga keeruline. Nagu Pitnick märgib, on üsna raske kaamerat naise reproduktiivse trakti sisse saada.
See on tema hõõguvate puuviljade kärbse sperma taga olev geenius ja võimalus neid reaalajas jälgida. Ülalolevas videos on näidatud emasloomade kärbseseent eemaldatud paljunemist, mida Pitnick on soolalahuses puutumatuna hoidnud. Elamise ajal paaritati see emane rohelise spermaga isaseks ja paar päeva hiljem paaritati uuesti punase spermaga isasega. Fluorestsentsvalguga on märgistatud ainult sperma pead, seega ei ole sperma sabasid näha.
Sellise tehnoloogia abil saab Pitnick ülevaate sellest, miks sperma kuju ja suurus on nii mitmekesine. Näiteks tema uuritud hõõguvatel spermadel on megapikad sabad lahti kerimisel kuni 6 sentimeetrit - umbes teie roosa sõrme pikkus ja loomariigis kõige pikemad. Ta on veetnud aastakümneid, et mõista, miks kärbes sel viisil areneb, ja on oma vastuse allikaks lõpuks naise reproduktiivtraktis.
Kuigi Pitnick keskendub kärbestele, on sperma haaranud ka tänapäevaste teadlaste tähelepanu, kes üritavad abistada inimpaare, kes proovivad rasestuda. Pitnicki leiud võiksid selle ülesande täitmisel tahtmatult abiks olla. "Paljudel juhtudel on tegemist konkreetse mehe ja naise kokkusobivuse erinevusega ning nad ei tea selle aluseks olevat mehhanismi, " ütleb ta. "Sperma ja naise koostoime mõistmine võib kindlasti valgustada viljatuse uute seletuste ja võimalike uute lahenduste mõistmist."
Põhilised spermauuringud aitavad kiirendada ka meeste rasestumisvastaste vahendite väljatöötamist, ütles Riikliku Terviseinstituudi rasestumisvastaste uuringute osakonna juhataja Daniel Johnston. Siiani on teadlased proovinud kõike alates geelidest kuni pillideni, kuid tõhus, usaldusväärne meeste rasestumisvastane vahend on endiselt vaevaline. Johnston ütleb, et teadlased seisavad endiselt silmitsi kõige põhilisemate küsimustega: mis on ikkagi sperma?
Spermarakud varieeruvad loomariigis uskumatult. Selle ühe puuvilja kärbseseemne rakk võib lahtiütlemisel ulatuda mitu sentimeetrit. (Romano Dalla) "Peame tõesti mõistma, millest sperma koosneb, " ütleb Johnston, kes on töötanud sperma täisvalgusisalduse kirjeldamisel - oluline esimene samm mõistmaks, kuidas kavandada tõhusaid rasestumisvastaseid vahendeid. "Kui olete sellest aru saanud, võite hakata mõistma, mida peame takistama."
Hiljuti kuulutas erarühm nimega Meeste rasestumisvastased algatused välja konkursi, mille abil rahastatakse ühte uuenduslikku rasestumisvastaste ravimite uurimisprojekti. * Minnesota Ülikooli arst-keemik Gunda Georg jõudis selle läbi viljatuse uuringute konkursi esimese vooru kaudu. - hiirtel seostatud geenid, mida saaks lõpuks kasutada isaste rasestumisvastaste tablettide väljatöötamiseks.
Tema praegune uurimistöö aitab kindlaks määrata selliste ravimite sobivaid annuseid ja hinnata võimalikke kõrvaltoimeid. Lõppude lõpuks, "kui mees lõpetab pillide võtmise, peab ta täielikult normaliseeruma, " ütleb Georg.
Johnstonil on hea meel, et tal on võimalus NIH-s sedalaadi uuringuid toetada, seda nii meeste rasestumisvastaste vahendite edasiarendamise huvides kui ka sperma põhilise intriigi osas, mis pole oma 25-aastase karjääri jooksul loobunud. "Sperma on põnev, " ütleb Johnston. "Pole midagi sellist."
Pitnick on loomulikult nõus. Tema sõnul on põnevus, mida teadlased nagu van Leeuwenhoek esimestel päevadel demonstreerisid. "Ma ei usu, et täna on liiga palju biolooge, kellel on sellest värvust rääkides ebamugavustunne, " ütleb Pitnick. Ja tema jaoks isiklikult? "Ma armastan seda bioloogiat, " ütleb ta. "Ma räägin sellest kõigiga, kes on nõus kuulama."
Toimetaja märkus, 7. juuni 2017: selles tükis oli algselt kirjas, et meeste kontratseptiivide algatus asub NIH all; see on eraviisiline ettevõtmine.
