美国科学家近期通过实验研究,证实了灵长类动物在繁殖竞争中,精子的运动速度和力量成为进化的重要因素。这一成果发表于英国皇家学会《交界》(Journal of the Royal Society Interface)杂志,为精子竞争理论提供了坚实的实验依据。
该研究由美国加州大学尔湾分校与圣地亚哥分校的Michael Berns团队领导。研究人员发现,繁殖行为较为混杂的黑猩猩和猕猴,其精子的游动速度和力量显著高于人类和大猩猩。在人类和大猩猩的繁殖周期中,雌性通常只与一个雄性交配,而黑猩猩和猕猴的雌性则常与多个雄性交配。因此,后者的雄性精子需要更快、更强,以提高与卵子结合的成功率。
论文第一作者Jaclyn Nascimento指出,“在一夫多妻或一妻多夫制的交配模式中,快速游动的精子更容易受到进化青睐。这与我们在黑猩猩和猕猴中测得的数据完全一致。”
研究结果显示,四种灵长类动物的精子力量和速度排序依次为:猕猴、黑猩猩、人类、大猩猩。值得注意的是,人类精子的速度并非最慢,这一发现令研究人员颇感意外。Berns分析道,“或许人类的繁殖行为并不像传统认知那样,总是一夫一妻制。”
本研究采用了改良的光镊(laser tweezers)技术,能够利用激光束捕获并操控单个精细胞。当精细胞被激光束捕获后,光线强度同步减弱,研究人员据此精确测量不同动物精子摆脱束缚时产生的力量。这一方法为精子竞争的生物学机制提供了量化工具。
Berns强调,“精子竞争一直是生物学家关注的焦点,要深入检验相关理论,需要生物学家、物理学家和工程师的跨学科合作。”
该研究不仅揭示了灵长类动物精子运动能力的进化机制,也为理解人类繁殖行为提供了新的视角。
参考文献:Journal of the Royal Society Interface