来自阿德莱德大学罗宾逊研究所、生物医学学院及共济会男性健康与福祉中心的科学家，近期开展了一项关于类太空微重力条件下哺乳动物精子导航、受精及早期胚胎发育的系统研究。

研究团队利用Firefly Biotech公司Giles Kirby博士开发的3D回转器模拟微重力环境，该装置通过持续旋转细胞，模拟零重力状态下精子的运动表现。实验中，研究人员将来自人类及其他两种哺乳动物的精子置入设计模拟女性生殖道结构的迷宫中，评估其导航能力。

重力是精子导航的关键因素

阿德莱德大学罗宾逊研究所资深研究员妮可·麦克弗森博士指出：“本研究首次明确证明，重力对精子通过生殖道的能力具有重要影响。”实验结果显示，在微重力条件下，能够成功穿越迷宫的精子数量显著减少，尽管精子的运动方式未发生明显变化，表明精子失去方向感并非运动能力下降所致，而是受其他机制影响。

黄体酮对精子导航的促进作用

研究还发现，添加性激素黄体酮能够改善人类精子在模拟微重力环境中的导航能力。麦克弗森博士解释道：“卵子释放的黄体酮可能在自然条件下帮助精子定位受精部位，这一机制在微重力环境下同样具有潜在的引导作用，值得进一步深入研究。”

微重力影响受精率及早期胚胎发育

研究团队进一步考察了微重力对受精及早期胚胎发育的影响。实验显示，在模拟零重力环境中暴露四小时后，小鼠卵子的受精率较地球正常重力环境下降约30%。麦克弗森博士指出：“微重力暴露四至六小时内，受精率显著降低，且长时间暴露导致胚胎发育延迟，部分胚胎早期细胞数量减少，影响后续胎儿形成。”

这些发现揭示了太空环境中生殖过程的复杂性，强调了在所有早期发育阶段开展更多研究的必要性。

重力对生殖过程的重要性及未来研究方向

此前研究多聚焦于精子在太空中的运动能力，未系统评估其通过生殖道的导航能力。本研究成果发表于《通讯生物学》期刊，且与阿德莱德大学安迪托马斯空间资源中心合作完成，该中心专注于长期太空探索及地外生命支持系统的研究。

安迪托马斯空间资源中心主任、副教授约翰·卡尔顿强调：“随着人类迈向航天及多行星物种，深入理解微重力对生殖早期阶段的影响至关重要。”

未来研究将探讨不同重力环境（如月球、火星及人工重力系统）对精子导航及胚胎发育的影响，重点关注重力减弱是否呈现渐进式变化或存在临界阈值，影响生殖成功率。这对于规划未来月球和火星定居点的人类繁殖策略及设计支持健康发育的人造重力系统具有重要指导意义。

麦克弗森博士总结：“尽管微重力环境对受精和胚胎发育带来挑战，但我们的研究表明，许多健康胚胎仍能形成，这为未来太空生殖研究带来了希望。”

文献参考：

Hannah E. Lyons, Victoria Nikitaras, Bridget M. Arman, Stephen M. McIlfatrick, Mark B. Nottle, Macarena B. Gonzalez, Nicole O. McPherson. Simulated microgravity alters sperm navigation, fertilization and embryo development in mammals. Communications Biology, 2026; 9 (1). DOI: 10.1038/s42003-026-09734-4