آیا اسپرم‌ها واقعاً برای رسیدن به تخمک مسابقه می‌دهند؟

اغلب لقاح تخمک را مانند مسابقه شنا توصیف می‌کنند که در آن میلیون‌ها اسپرم با تمام توان به سمت تخمک حرکت می‌کنند. در این تصویر رایج، سریع‌ترین و قوی‌ترین اسپرم برنده می‌شود، به داخل تخمک نفوذ و ژن‌های خود را به نسل بعدی منتقل می‌کند. اما آیا واقعاً این‌گونه اتفاق می‌افتد؟ آیا اسپرم‌ها واقعاً برای رسیدن به تخمک مسابقه می‌دهند؟

دیوید جی میلر، استاد گروه علوم دامی دانشگاه  ایلینوی اربانا-شمپین به لایوساینس می‌گوید: «هم بله و هم خیر. در این فرایند دستگاه تولیدمثلی ماده نقش اصلی را دارد.»

اسپرم‌ها در طول فرآیند لقاح شنا می‌کنند، اما حرکت اصلی و مهم توسط انقباضات دستگاه تولیدمثل ماده ایجاد می‌شود. به عبارت دیگر، انقباضات رحم (شبیه به انقباضات روده) است که مایع را درون رحم حرکت می‌دهد و کمک می‌کند اسپرم‌ها به سمت تخمک هدایت شوند.

مطالعه‌ای در سال ۱۹۹۶ میزان اهمیت انقباضات رحم را نشان داد. در این مطالعه، دانشمندان مهره‌هایی به اندازه اسپرم را در رحم ۶۴ زن قرار دادند. نتیجه این بود که برخی از این مهره‌ها در عرض چند دقیقه به لوله‌های رحم رسیدند.. این امر نشان می‌دهد انقباضات رحم می‌تواند مایعات (و در این حالت اسپرم‌ها) را به سمت لوله‌های فالوپ هدایت کند.

براساس توضیحات کوئله، حرکت اسپرم‌ها بیشتر تلاشی است برای حرکت به سمت مرکز مجرای تناسلی، نه صرفاً حرکت رو به جلو. اگر اسپرم‌ها خیلی به دیواره‌های مجرا نزدیک شوند، به دیواره‌ها می‌چسبند و توانایی پیشروی خود را از دست می‌دهند.

با‌این‌حال، صرفاً به این دلیل که اسپرمی اول از همه به تخمک می‌رسد، به این معنا نیست که بتواند آن را بارور کند. به‌گفته‌ی میلر، اسپرم‌ها باید در دستگاه تولیدمثلی ماده به بلوغ نهایی برسند و این امر زمان‌بر است. بنابراین اسپرم‌هایی که پیروز رقابت می‌شوند، باید زمان بیشتری داشته باشند تا بتوانند درنهایت تخمک را بارور کنند.

اسپرم‌هایی که سریع‌تر به تخمک می‌رسند، ممکن است به دلیل اینکه زمان کافی برای تکمیل فرآیند بلوغ نهایی خود ندارند، نتوانند تخمک را بارور کنند. درعوض، اسپرم‌هایی که کندتر حرکت کرده و زمان بیشتری برای تکمیل بلوغ خود داشته‌اند، ممکن است جایگزین آن‌ها شوند و در نهایت تخمک را بارور کنند.

در طول حرکت اسپرم‌ها به سمت تخمک، دستگاه تولیدمثلی ماده برخی از اسپرم‌ها را به دلایل مختلف کنار می‌زند و فقط برخی از آن‌ها که شانس بیشتری دارند، به مسیر خود ادامه می‌دهند. به عبارت دیگر، دستگاه تناسلی ماده به طور طبیعی بسیاری از اسپرم‌ها را از مسیر حذف می‌کند.

میلر می‌گوید کمتر از یک درصد و شاید حداکثر دو تا سه درصد اسپرم‌هایی که وارد دستگاه تناسلی ماده می‌شوند، درنهایت به محل تخمک می‌رسند. بسیاری از آن‌ها توسط دستگاه تناسلی ماده به بیرون رانده می‌شوند. برخی نیز توسط سلول‌های ایمنی موجود در رحم نابود می‌شوند، زیرا اسپرم‌ها عوامل خارجی هستند. کوئله خاطرنشان کرد که تا ۷۰ درصد از اسپرم‌ها حتی نمی‌توانند از دهانه رحم عبور کنند و همانجا گیر می‌کنند.

از میان میلیون‌ها اسپرم، فقط تعداد کمی به لوله فالوپ (لوله رحم) می‌رسند. این اسپرم‌ها باید تا جایی که می‌توانند جلو بروند و سپس به دیواره لوله رحم بچسبند و منتظر بمانند تا تخمک از راه برسد. در این مرحله، دستگاه تولیدمثل ماده دوباره فرایند انتخابی انجام می‌دهد و فقط برخی از اسپرم‌ها شانس بارورکردن تخمک را پیدا می‌کنند: اسپرم‌هایی که ظاهری طبیعی دارند، بیشتر به دیواره لوله رحم می‌چسبند. چسبیدن به دیواره  مزایای متابولیکی دارد و باعث افزایش طول عمر آن‌ها می‌شود.

وقتی تخمک به لوله رحم می‌رسد، این لوله فقط به اسپرم‌هایی که سالم و مناسب به‌نظر می‌رسند اجازه می‌دهد از دیواره جدا شوند و به سمت تخمک حرکت کنند. اگر اسپرمی مشکل داشته باشد یا سالم نباشد، لوله رحم آن را آزاد نمی‌کند. به این ترتیب، لوله رحم نقش مهمی در انتخاب اسپرم‌های باکیفیت برای لقاح دارد و از ورود اسپرم‌های نامناسب جلوگیری می‌کند.

گرچه لوله رحم سعی می‌کند سالم‌ترین اسپرم‌ها را برای لقاح انتخاب کند، این سیستم بدون نقص نیست. برخی از بیماری‌های ژنتیکی ازطریق اسپرم منتقل می‌شوند، بنابراین حتی اگر اسپرمی سالم و قوی به‌نظر برسد، ممکن است ازنظر ژنتیکی بهترین گزینه نباشد.

در هر مرحله، دستگاه تولیدمثلی ماده تمام تلاش خود را می‌کند اسپرم‌های ضعیف‌تر را حذف کند، به‌طوری‌که فقط اسپرم‌های سالم به تخمک برسند. به این ترتیب، لقاح کمتر شبیه مسابقه و بیشتر شبیه مصاحبه شغلی است.

میلر می‌گوید برای درخواست این شغل، باید شرایط خاصی داشته باشید و اسپرم‌ها باید در زمانی که موقعیت شغلی فراهم است (یعنی زمانی که تخمک آزاد می‌شود) شرایط موردنیاز را داشته باشند. اما درنهایت، این دستگاه تولیدمثل ماده است که بهترین کاندیدا را انتخاب می‌کند.