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　　近日，施普林格·自然旗下專業(yè)學術(shù)期刊《自然-物理》發(fā)表一篇研究論文稱，雄性果蠅產(chǎn)生的巨型精子在體內(nèi)會自發(fā)組織成一種排列緊密、高度動態(tài)的活體物質(zhì)，從而防止數(shù)千個精子尾部在狹小空間內(nèi)打結(jié)或纏繞。這項研究發(fā)現(xiàn)表明，精子之間的集體物理相互作用使其能夠保持活動能力。

　　該論文介紹，有些動物產(chǎn)生的精子相對于其體型而言格外長。其中，一只成年雄性果蠅(黑腹果蠅)體長約兩毫米——大約與一粒芝麻大小相當。然而，單個果蠅精子的長度卻與雄蠅本身體長大致相當，其中鞭毛(尾部)占據(jù)了大部分長度。成千上萬個這樣的精子被儲存在雄性和雌性生殖系統(tǒng)內(nèi)的狹小空間中，包括雄性在交配前儲存精子的器官精囊，而其大小約為200微米。盡管此前已廣泛研究了精子尺寸如此極端背后的演化原因，但關(guān)于如何將這些細長且活躍的細胞緊密排列并儲存所面臨的物理挑戰(zhàn)，目前所知甚少。

　　在本項研究中，論文通訊作者、美國熨斗研究院Michael J。 Shelley和同事及合作者一起，研究了果蠅精子在精囊內(nèi)的組織方式及運動機制。通過高分辨率三維電子顯微鏡和活體熒光成像技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)精子在數(shù)十微米的范圍內(nèi)呈高密度排列并相互對齊。這些密集排列的精子并非靜止不動，而是會產(chǎn)生貫穿整個器官且持續(xù)數(shù)小時的集體流動。盡管孤立的果蠅精子運動非常微弱，但密集集合體中的單個精子能夠沿著共同的排列方向滑過鄰近精子，從而快速移動。

　　論文作者通過建模推測，這些精子是通過尾部產(chǎn)生微小的彎曲波、推動附近朝相反方向移動的尾部來移動。他們總結(jié)認為，這些力有助于防止精子相對較長的尾部在雄性和雌性生殖器官中纏結(jié)。他們還提供一組視頻，對本項研究成果進行科普演示。(記者 孫自法 制作 侯詩蕊 視頻來源 施普林格·自然)

責任編輯：【陳海峰】