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　　近日，施普林格·自然旗下專業(yè)學(xué)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(huì)自發(fā)組織成一種排列緊密、高度動(dòng)態(tài)的活體物質(zhì)，從而防止數(shù)千個(gè)精子尾部在狹小空間內(nèi)打結(jié)或纏繞。這項(xiàng)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(dòng)能力。

　　該論文介紹，有些動(dòng)物產(chǎn)生的精子相對(duì)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(dāng)。然而，單個(gè)果蠅精子的長度卻與雄蠅本身體長大致相當(dāng)，其中鞭毛(尾部)占據(jù)了大部分長度。成千上萬個(gè)這樣的精子被儲(chǔ)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(chǔ)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(xì)長且活躍的細(xì)胞緊密排列并儲(chǔ)存所面臨的物理挑戰(zhàn)，目前所知甚少。

　　在本項(xiàng)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(yùn)動(dòng)機(jī)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(duì)齊。這些密集排列的精子并非靜止不動(dòng)，而是會(huì)產(chǎn)生貫穿整個(gè)器官且持續(xù)數(shù)小時(shí)的集體流動(dòng)。盡管孤立的果蠅精子運(yùn)動(dòng)非常微弱，但密集集合體中的單個(gè)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(dòng)。

　　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(dòng)附近朝相反方向移動(dòng)的尾部來移動(dòng)。他們總結(jié)認(rèn)為，這些力有助于防止精子相對(duì)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(duì)本項(xiàng)研究成果進(jìn)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(zé)任編輯：【陳海峰】