【男人專屬冷知識】人類精子無法向左轉,卻游得比奧運選手還快!

【為什麼我們要挑選這篇文章】精子長得很像蝌蚪,但精子移動的時候並不是用蝌蚪的游泳方式。事實上,人類的精子根本沒辦法左轉,那它到底是怎麼移動?

人類這個不良品》的作者納森‧蘭特是美國生物學教授,也是科普作家,將透過本書,用輕鬆有趣的角度,帶我們了解人體的缺陷,以及它在演化上的意義。下文將帶你了解人類精子的奧秘。(責任編輯:郭家宏)

相較於其他哺乳類動物,甚至是我們的近親物種,人類性成熟的時間相對較晚。平均而論,人類的性成熟期比黑猩猩晚了兩、三年;比狒狒和大猩猩晚了四、五年。

人類新生兒的頭部非常大,因此母親的骨盆也必須夠大才能順利生產。女性在分娩過程中死亡機率非常高,體型嬌小的女性死亡率更高。然而,這並不能解釋男性的性成熟時機為何這麼晚,甚至比女性還晚。不過就物種的繁殖力而言,這沒有太大影響,即便許多男性有不孕問題,但男性和精子從來不是人類繁殖的限制因子。

人類女性性成熟比其他靈長類動物晚,繁殖效率較低

和其他靈長類動物相比, 人類女性性成熟時期較晚,導致人類繁殖效率降低 ,因為女性很可能根本無法存活到可以生育的年齡。別忘了,生活在更新世的人類生存有多困難。從石器時代至現代社會的早期,在野外生活的人類都得面臨各種突發的死亡悲劇。

換句話說,女性每度過一年沒有生育的日子,等於提高她沒有留下任何後代就死亡的機率。現在看來,這不是什麼大不了的事情,然而對人類的物種存續而言,這是一個極大的挑戰。現代醫學出現之前,人類一生的死亡率都非常高,不像現代人直到步入老年之後死亡率才會變高。人類演化進程中,多數時間都有許多人年紀輕輕就死亡,沒有留下任何後代。

因此, 性成熟的年齡是繁殖力的首要限制因子,放諸所有物種皆準。 當官員考慮必須對哪些受威脅或瀕臨絕種的動物施行保育時,性成熟的年齡就是關鍵的考量因素。黑鮪魚(Bluefin tuna)常被認為是需要保護的魚類,不僅僅是因為幾十年來的過度捕撈,還因為雌魚出生後要二十年才能達到性成熟,這代表遭到過度捕撈的魚群需要很長一段時間才能回復常態。

撇開性成熟年齡太晚不說,就算來到性成熟期,人類也經常遇到精卵品質不佳的問題,而精卵卻是傳遞遺傳物質最重要的載具。

人類精子的遊動速度,比奧運短跑選手還快

先從男性開始說起吧,2002 年美國疾病管制與預防中心研究指出,45 歲以下的男性中約有 7.5% 曾造訪過生殖專科醫生。多數男性的診斷結果為「正常」,表示醫生沒有在他們身上發現任何明顯不對勁的地方,但其中約有兩成男性精子或精液的品質在標準以下,這些人要以男歡女愛的方式完成繁殖幾乎是不可能的事情。

正常狀況下,精子可謂小而巧的游泳高手。 雖然精子是人體內最小型的細胞,但卻是移動速度最快的細胞。 進入陰道後,精子必須游上 17.5 公分左右的距離才能抵達卵子所在的位置。對於只有 55 微米(micrometer)的精子而言,這段超過自身長度 3000 倍以上的距離實在是一條漫漫長路,相當於人類跑上 30 公里的距離。更厲害的是,精子每秒可游 1.4 毫米,相當於人類以 40 公里的時速持續跑上 45 分鐘。全世界最快的短跑選手波特(Usain Bolt)只能以這樣的速度跑上幾百公尺。相形之下,精子的移動速度實在驚人。

然而,人類的精子游動方向是 隨機 的,導致浪費了大把時間, 因此自陰道抵達輸卵管的時間遠遠超過 45 分鐘。

精子無法向左轉,必須花三天時間抵達卵子

事實上, 人類的精子無法往左轉 。精子並不是左右擺動尾巴往前游,而是靠著螺旋方式行進,就像你舉起食指在空中畫圈那樣。多數精子的尾巴以右旋方式擺動,推動精子往前方和右方移動,就像在不斷擴大的圓圈中游泳。因此精子要花上三天的時間才能抵達輸卵管,讓卵子受精。

雖然,一開始進入陰道的精子數量非常多,然而 能夠靠近卵子的精子少之又少 。所以,人類男性的精液中需要有大約兩億顆精子,才能成就一顆精子和卵子的終極相遇。 精子數量不足,是男性最常見的生育問題。

1% 至 2% 的男性有精子數量不足的問題。他們每次射出的精液中,所含的精子數量「只有」一億個(甚至更少)。由於男性射出的精液量差異極大,因此精子數的計算方式都常以每毫升的精子數為單位。

品質正常的精液應該含有多少精子量?醫療專業人士對此抱持不同看法。一般標準認為,每毫升精液含有 2500 萬顆精子。每毫升精液的精子數量若低於 1500 萬,則視為精子數量低;低於 500 則視為極低,這些男性很難以正常方式讓女性受孕。

精子、卵子都有品質不良的問題

某些人是因為體內荷爾蒙或生理結構的問題導致精子數量不足,有時只需要改變生活型態或飲食習慣,搭配藥物幫助,就可以回復正常的精子數量。 多數時候,改變生活型態或飲食習慣就是適度增加精子數量的最好方法。

關於精子,男性可能遭遇到的問題不只有數量不足,還可能有活動力低下、形態不佳、存活力低下的狀況。如果精液的 pH 值、黏稠性或液化時間不正常,都會使受孕變得更加困難。簡單來說,能出錯的地方多得很。

至於女性,就卵子形成和排放而言,也有和男性類似的問題。相較於男性,女性的生殖系統精密得多,因此有更多併發狀況,這些併發症多數發生在子宮,因此影響女性懷孕的能力,然而有些女性連排放健康的卵子都有問題。

遭遇生育問題的女性,大約有四成是因為無法排放健康的卵子,另外有少數案例則是因為遺傳和荷爾蒙綜合症作祟,但多數案例找不出原因。

幸好,現代科學在調理女性生殖週期這件事上,已經有不錯的成果。只要抓準注射荷爾蒙的時機,就能順利誘發荷爾蒙失調的女性正常排卵。這種療法收效甚佳,女性可以一次排出多顆卵子,歐洲和北美洲地區雙胞胎的比率也因此大為增加。

(本文書摘內容出自《人類這個不良品》,由 天下文化 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題。首圖來源: 維基百科

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