Πώς το υγρό μέσα στο οποίο κολυμπούν τα σπερματοζωάρια επηρεάζει την κίνησή τους

Οι επιστήμονες που μελετούν την κίνηση των σπερματοζωαρίων βρήκαν ότι οι μικροί κολυμβητές συγκεντρώνονται σε πυκνές συστάδες, εάν περιβάλλονται από ένα υγρό παχύρευστο κι ελαστικό.

Ένα υγρό τέτοιας υφής είναι η βλέννη, την οποία τα σπερματοζωάρια έχουν να αντιμετωπίσουν στην πορεία τους προς το ωάριο. Η βλέννη αυτή όχι μόνο έχει πάχος, άλλα τα κάνει να τεντώνονται και να αναπηδούν και τελικά να τινάζονται προς τα πίσω και να συγκεντρώνονται σε ομάδες. Μελετώντας μάλιστα την κίνηση σε υγρά διαφορετικών υφών, βρέθηκε ότι η ελαστικότητα ήταν αυτή που προκαλούσε την παραπάνω αντίδραση. Όταν το υγρό ήταν περισσότερο ή λιγότερο παχύρευστο αλλά όχι ελαστικό, τα σπερματοζωάρια κολυμπούσαν μόνα τους.

Τα παχύρευστα κι ελαστικά υγρά, όπως είναι η βλέννη του ρινικού βλεννογόνου, είναι αρκετά συχνά στη βιολογία και περιλαμβάνουν και τη βλέννη που βρίσκεται στο αναπαραγωγικό σύστημα της γυναίκας. Κατά συνέπεια, η μελέτη της κίνησης των σπερματοζωαρίων μέσα σε ένα παχύρευστο και ελαστικό υγρό δεν αποσκοπεί στην ικανοποίηση μιας απλής περιέργειας των ερευνητών, από τη στιγμή που τα σπερματοζωάρια έρχονται πράγματι σε επαφή με ένα τέτοιο περιβάλλον.

Παρά τον ανταγωνισμό τους στον δρόμο προς το ωάριο για τη γονιμοποίησή του, η συνεργασία ανάμεσα στα σπερματοζωάρια που κολυμπούν συμβαίνει σε διάφορα είδη. Για παράδειγμα, σε κάποιους αρουραίους, τα σπερματοζωάρια έχουν κεφάλες με σχήμα άγκιστρου έτσι ώστε να μπορούν να μένουν μαζί καθώς κολυμπούν το ένα πίσω από το άλλο.

Οι ερευνητές όμως ενδιαφέρονται ιδιαίτερα για το τι είναι αυτό που οδηγεί τα σπερματοζωάρια είτε να συναθροιστούν είτε να συνεχίσουν μόνα τους την πορεία τους. Πρόκειται για μια διαδικασία πολύ δυναμική, αν την παρατηρήσει κάποιος προσεκτικά. Την ίδια στιγμή που κάποια σπερματοζωάρια εισχωρούν στη σχηματιζόμενη ομάδα, κάποια άλλα αποχωρούν.

Η ερευνητική ομάδα συνέκρινε επίσης τα στατιστικά αυτής της εισόδου στην ομάδα ή της αποχώρησης από αυτήν με τον τρόπο συμπεριφοράς των μορίων στο υγρό ή το αέριο στοιχείο. Βρήκαν ότι τα σπερματοζωάρια που συναθροίζονται θυμίζουν μόρια που γλιστρούν το ένα πάνω στο άλλο μέσα σε υγρό στοιχείο, ενώ οι ελεύθεροι κολυμβητές θυμίζουν περισσότερο την κίνηση των μορίων στον αέρα.

Όταν οι ερευνητές τοποθέτησαν δείγματα σπερματοζωαρίων ταύρου σε υγρά με διαφορετική περιεκτικότητα σε ελαστικά πολυμερή, βρήκαν ότι η περιεκτικότητα αυτή έχει σημαντική επίδραση στον τρόπο συμπεριφοράς των σπερματοζωαρίων. Όσο πιο υψηλή είναι η συγκέντρωση των πολυμερών, τόσο πιο παχύρευστο και ελαστικό είναι το περιβάλλον και τόσο μεγαλύτερες είναι οι ομάδες που σχηματίζουν τα σπερματοζωάρια. Εάν ωστόσο γινόταν χρήση ενός πολυμερούς που έκανε το υγρό πιο παχύρευστο αλλά όχι πιο ελαστικό, δεν σχηματίζονταν το ίδιο πυκνές και συντονισμένες συστάδες. Κάποιες φορές μπορεί τα σπερματοζωάρια να συγκρούονται και να σχηματίζουν μια παροδική ομάδα που σύντομα διαλύεται.

Οι ερευνητές δεν γνωρίζουν ακόμα το πώς η ελαστικότητα του υγρού επηρεάζει την κίνηση των σπερματοζωαρίων. Μπορεί να σχετίζεται με το πώς το υγρό κινείται γύρω από τις ουρές τους, οι οποίες φαίνεται να χτυπούν με έναν τρόπο εν πολλοίς, αν και όχι εξ ολοκλήρου, συντονισμένο. Μέσα στις ομάδες η κίνηση των σπερματοζωαρίων παρακολουθήθηκε με τη βοήθεια καμερών.

Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι εάν το ελαστικό υγρό προκαλεί όντως τόσο μεγάλη διαφορά στην κίνηση των σπερματοζωαρίων, θα μπορεί ίσως να αξιοποιηθεί και στο πλαίσιο των εξωσωματικών γονιμοποιήσεων. Ίσως, δηλαδή, αντί να τοποθετηθεί απλώς το ωάριο και τα σπερματοζωάρια στον σωλήνα, να είναι καλύτερο να δοθεί στα σπερματοζωάρια ένα εμπόδιο, όπως αυτό που θα αντιμετώπιζαν στο φυσικό περιβάλλον.

Τέλος, πιστεύουν ότι έχουν βρει ένα πολύτιμο εργαλείο για την εξέταση της συλλογικής συμπεριφοράς, κυρίως γιατί η δομή του σπερματοζωαρίου είναι πολύ απλή και τους βοηθά να κατανοήσουν τους φυσικούς νόμους που τη διέπουν.