原创2021-09-08 23:48·胖福的小木屋

在人类的细胞当中，生殖细胞可以说是充满了最多的奥秘的，比如科学家曾经发现，卵子会挑选自己心仪的精子，而精子为了获取卵子的青睐，就需要通过层层比试。

为此，人类精子在游向卵子的过程中能利用尾部获得力量。来自英国的研究人员发现，健康精子的尾部覆盖着一个强化层，这使它们能够做出强有力且有节奏地摆动尾部，从而冲破宫颈的黏液屏障。

据统计，在受孕期间，男性释放的5500万个的精子中，只有大约15个精子能够通过生殖道。宫颈黏液的黏稠度是水的100倍，使得卵子与精子的结合成为自然界中最艰难的选择挑战之一。

精子尾部由大约1000个组件构成，包括被称为微管蛋白（tubulin）的结构，它们是组成微管的主要成分。附着在这些微管上的是一类能够移动的分子，称为马达蛋白（motorprotein）。这些分子的移动促成了精子尾部的拉伸和弯曲，从而使精子游动起来。精子尾部的能量来自线粒体。众所周知，线粒体是细胞中产生能量的发电站。

不过，由于没有中枢神经系统来决定如何运动和何时运动，因此控制精子运动的因素仍然是一个科学谜题。“我们知道，就像我们的手臂和双腿一样，精子也具有微小的肌肉，使它们可以将尾部弯曲，但没有人知道尾部的这一切是如何在纳米尺度上精心组织的。

而当通过挑战的精子来到卵子面前，其实胜负早已揭晓，卵子会挑选自己最心仪的精子，然后立即释放出卵泡液（卵泡液是在卵子发育和释放过程中包围着卵泡的富含营养的液体，精子必须游过卵泡液才能到达未受精卵），它诱导具备极强基因相容性的精子靠近它并结束这一择偶过程，而其他精子则会因为卵泡液前进受阻，惨遭失败。

科学家通过从16对接受生育治疗的夫妻中采集了卵泡液和精子样本，然后通过不同的组合放在一起，科学家发现，虽然人类自身选择了配偶，但是不代表配偶的精子也能够得到卵子的垂青，卵子并不总是与女性对伴侣的选择一致。当比较两个男人的精子时，卵子从中意的男人那里吸引的精子要多出18%到40%。

因为只有一颗精子能够和卵子结合，这也就大大提高了卵子被自己喜欢的精子受孕的几率，这可以说是堂而皇之的“开后门”。而卵子喜欢男性的标准究竟是什么？科学家目前还处于研究之中。

这也导致了一些人生育能力正常，但是却无法怀孕。

在挑选完心仪的配偶之后，卵子就需要对精子进行身份识别，判断是否是来自人类，精子也是如此，精子膜表面与卵子透明带表面都有特殊的相互识别装置，精子与卵子相遇、互相识别并融合成新一代的生命，是人体60万亿细胞中会发生的最重要事件之一。科学家长期以来都在寻找精卵膜融合事件的重要因子。2005年，科学家发现了新蛋白质lzumo1，其作用是让精子和卵子在受精时融合，而这个蛋白质也决定了雄性的生殖能力，而英国研究人员究人员找到了卵细胞与精子细胞表面蛋白质lzumo1结合的受体Folr4，正是lzumo1与 Folr4的结合完成了卵子的受精过程。

在成功结合之后，它们会释放“锌焰火”庆祝，2011年，任职于西北大学的研究人员Teresa Woodruff和同事通过化学和物理探针，首次发现小鼠的卵子在成熟过程中会吸收近20亿个锌离子，并将它们存储在卵子透明带的囊泡（也称为皮层颗粒）中。而在受精卵形成时，这些锌离子会向外喷射，触发一场令人惊艳的“锌焰火”。他们采用一种能够在活细胞内追踪锌运动的新型荧光传感器，一窥卵细胞的储锌能力——卵细胞内约有8千个储锌区，每个区域约含100万个锌原子。受精之后，这些小小的“烟花”持续了约两个小时。

经过了10年的研究，2021年，一篇发表在国际顶级科学期刊《自然-化学》的论文详细揭示了这个现象。

研究人员发现，从精子进入卵子的位点开始，受精卵内的钙离子会反复升高，这个过程也称为“钙离子振荡”，能激活卵细胞。与此同时，锌离子也会开始从皮层颗粒中释放出来。囊泡之中数以十亿计的锌原子，会像烟花一样瞬间被点燃爆发出去，发出一阵惊天大闪光。

锌为何如此特别？研究人员发现，卵细胞通过分配锌来控制健康胚胎的发育，高浓度的锌离子会激活细胞静止因子（cytostatic factor，CSF）——EMI2，以维持成熟的、未受精的卵细胞的活性。只有当锌离子被排出、浓度降低后，EMI2才会失活，而这个过程会激活受精卵，使其从减数分裂后的状态中脱离，进入有丝分裂，继续后续的生长和分类过程。这种情况普遍存在于哺乳动物中。

即锌在控制卵细胞“决定”发育为胚胎中起到重要作用。因此，锌释放得越多，光芒就越耀眼，卵细胞的发育能力便越强。首先，卵细胞必须储存锌；然后，它必须释放部分锌，以便成功地引导成熟与受精，并开始形成胚胎。

这项研究还发明，两栖动物在受精时，和人类、小鼠等多种动物一样，存在相同的“火花四溅”的过程。这也意味着，这场“烟花”秀已经持续了3亿年。

而科学家的这项研究可用于预测胚胎的质量和发育情况。时至今日，生殖细胞对于人类来说，依然是神秘的存在，还等着科学家去揭秘。

科学家发现：人类卵子对某些人的精子更喜爱，甚至为其“开后门”