Tetovanie Scott Pitnicka nie je celkom jemné. Masívne čiernobiele spermie sa krútia a stáčajú do pravého predlaktia, zdá sa, že sa vrhajú dovnútra a von z jeho pokožky a potom sa na jeho bicepse objavia v hlave veľkosti hlavy. Biológ univerzity v Syrakúzach nie je ani vyhradený pre svoje neobvyklé umenie tela, ktoré sa kedysi objavilo v zostave významných tetovaní vedcov uverejnených v The Guardian .
Pre Pitnicka jeho zložitý atrament odráža jeho hlbokú fascináciu v „neuveriteľne jedinečnej biológii spermie“. Uvažujte, hovorí, že spermie sú jediné bunky v tele, ktoré majú byť vyhnané do cudzieho prostredia - čin, ktorý si vyžaduje dramatické fyzické zmeny ako cestujú zo semenníkov do ženského reprodukčného traktu.
Súvisiaci obsah
- Najstarší cicavec si ich schladil zostupnými semenníkmi
- Prečo vedci poslali spermu myši na Medzinárodnú vesmírnu stanicu
- Teraz môžete merať plodnosť mužov pomocou aplikácie pre smartfóny
- Antikoncepčný gél s názvom „IUD For Men“ prechádza testami opíc
„Žiadne iné bunky to nerobia, “ hovorí Pitnick, ktorý študuje spermie už viac ako 20 rokov. "Majú túto autonómiu."
Pitnick vo svojej laboratóriu navrhol hlavy spermií ovocných mušiek, aby žiarili strašidelne červeno-zelenou farbou, aby ich mohol pozorovať ako sa pohybujú cez rozmnožené ženské reprodukčné úseky mušiek. Dúfa, že jeho práca pomôže odhaliť, ako sa spermie správajú v ženských telách, čo je oblasť výskumu, ktorá je stále v relatívnom detstve. Tieto druhy inovácií by jedného dňa mohli vysvetliť veľkú rozmanitosť tvaru a veľkosti spermií v celej živočíšnej ríši. Okrem toho by mohli v konečnom dôsledku pomôcť výskumníkom vyvinúť liečbu ľudskej neplodnosti, ako aj účinnejšie mužské antikoncepcie.
„Čo sa týka funkcie spermií, takmer nerozumieme, čo spermie robia, “ hovorí Pitnick. Mnoho odpovedí na tieto neznáme sa pravdepodobne skrýva v druhej polovici hádanky spermií: ženských tiel.
To by mohlo byť sklamaním odvážnych biológov, ktorí sa v 17. a 18. storočí prvýkrát pozerali na spermie v plnej sláve pomocou vtedajšieho revolučného mikroskopu. Títo raní vedci spermií sa ocitli poverení zodpovedať najzákladnejšie otázky, napríklad: Sú zvieratá žijúce v sperme? Sú to paraziti? A obsahuje každé spermie drobného predtvarovaného dospelého človeka zvinutého vo vnútri? (K tomu sa dostaneme neskôr.)
Leeuwenhoekove skoré mikroskopické pozorovania králičích spermií (obrázky 1-4) a psích spermií (obrázky 5-8). (Wikimedia Commons) Osobou s pochybnou poctou, že bol prvý, kto študoval spermie podrobne, bol Anton van Leeuwenhoek, Holanďan, ktorý vyvinul skorý zložený mikroskop. Van Leeuwenhoek prvýkrát použil svoj nový nástroj na preskúmanie viac cudných predmetov, ako sú včely žihľavy, ľudské vši a jazerná voda v polovici 70. rokov 20. storočia.
Kolegovia ho naliehali, aby obrátil šošovku na spermu. Obával sa však, že by bolo neslušné písať o sperme a pohlavnom styku, a tak sa zastavil. Nakoniec, v roku 1677, sa vzdal. Pri skúmaní vlastného ejakulátu ho okamžite zasiahli drobné „zvieracie čeľuste“, ktoré našiel vo vnútri.
Váhavo sa dokonca podelil o svoje zistenia s kolegami - nehovoriac o tom, že mu bude tetovanie vytetované na paži - van Leeuwenhoek váhavo napísal Royal Society of London o jeho objave v roku 1677. „ Ak by vaše lordstvo malo vziať do úvahy, že tieto pozorovania môžu znechutiť alebo rozčuľovať naučených „Úprimne vás prosím, aby ste ich považovali za súkromné a aby ste ich zverejnili alebo zničili, ako to považuje za vhodné .“
Jeho lordstvo (prezývané prezidentom Kráľovskej spoločnosti) sa rozhodlo publikovať nálezy van Leeuwenhoeka v časopise Philosophical Transactions v roku 1678, čím sa započalo s úplne novou oblasťou biológie spermií.
Je ťažké zveličiť, aké tajomné by sa tieto strhujúce mikroskopické čiarky objavili vedcom v tom čase. Pred objavením týchto „animalcules“ sa široko pohybovali teórie o tom, ako ľudia stvorili viac ľudí, hovorí Bob Montgomerie, biológ, ktorý študuje rozmnožovanie zvierat na Queen's University v Kanade. Napríklad niektorí verili, že pary emitované mužskými ejakulátmi nejako stimulovali ženy, aby sa narodili, zatiaľ čo iné sa domnievali, že muži skutočne robili deti a prenášali ich na inkubáciu do samíc.
"Dokážete si predstaviť, aké ťažké je, keď nemáte potuchy, čo sa deje, " hovorí Montgomerie. To znamená: bez toho, aby boli schopní vidieť spermie a vajcia, títo vedci skutočne len vytiahli teórie z tenkého vzduchu.
V 17. storočí mnohí vedci verili, že v každej spermatozóde je malý, úplne predformovaný človek, ako to ilustruje táto skica z roku 1695 Nicolaasa Hartsoekera. (Wikimedia Commons) Aj keď van Leeuwenhoek objavil spermie v roku 1677, uplynulo zhruba 200 rokov, kým sa vedci dohodli na tom, ako sa ľudia formujú. Pozdĺž cesty sa objavili dve hlavné myšlienkové oblasti: „Preformationisti“ na jednej strane verili, že každá spermatozoa - alebo každé vajíčko, v závislosti od toho, koho ste požiadali - obsahovalo malého, úplne predtvarovaného človeka. Podľa tejto teórie, vajíčko - alebo spermie - jednoducho poskytli miesto pre vývoj.
Na druhej strane „epigénisti“ tvrdili, že muži aj ženy prispeli materiálom k vytvoreniu nového organizmu, hoci si neboli istí, kto presne prispel. Objavy v 17. Storočí ponúkli viac dôkazov pre tento argument, vrátane objavu z roku 1759, že kurčatá sa postupne vyvíjajú orgány. (Montgomerie to poznamenáva v knihe Sperm Biology: Evolutionary Perspective, ktorú editovali kolegovia vrátane Pitnicka.)
S vylepšením mikroskopu pozorovali vedci v polovici 19. storočia embryonálny vývoj vajíčok morského ježka, ktoré sú bežne transparentné. Tieto pozorovania naďalej vyvracali koncepciu preformácie a umožnili vedcom začať sa pýtať, ako spermie a vajíčka spolupracujú pri vytváraní nových organizmov.
Výskum spermií vrhá svetlo aj na iné telesné systémy. V 60. rokoch vedci identifikovali proteín dyneín, ktorý je zodpovedný za pohyb spermií. „Ukazuje sa, že rovnaký motorický proteín je zodpovedný za všetky procesy, ktoré prebiehajú v bunkách, “ hovorí Charles Lindemann, emeritný profesor na Oaklandskej univerzite v Michigane, ktorý študoval pohyblivosť spermií. Dnes vieme, že dyneín sa podieľa na pohybe mikroskopických bunkových štruktúr, ako sú cília a bičíky, ktoré sú kľúčom k mnohým telesným funkciám.
Napriek tomu sa počiatočný pokrok vo výskume plodnosti začal pomaly. Vtedy jednoducho nebolo príliš veľa pracujúcich vedcov, nehovoriac o vedcoch spermií, hovorí Montgomerie. Odhaduje, že v tom čase skúmalo spermie iba niekoľko desiatok ľudí; v porovnaní s tým dnes rakovinu študuje zhruba 400 000 vedcov. "Niektorí ľudia to robili, ale možno nie dosť, " hovorí Montgomerie.
Pitnick dodáva, že málo začínajúcich vedcov, ktorí študovali spermie, možno ešte úplne neuznali úlohu ženského reprodukčného systému v rovnici plodnosti - prehliadka, ktorá by mohla vysvetliť, prečo je táto oblasť v súčasnosti taká záhada. „Súčasťou toho je biologická zaujatosť mužov, keď si myslia, že žena nie je dôležitou súčasťou príbehu, a to vedie v biológii spermií späť k tejto celej myšlienke predformácie, “ hovorí Pitnick.
Z technického hľadiska je pozorovanie pohybu spermií vo vnútri ženy logisticky veľmi náročné. Ako zdôrazňuje Pitnick, je dosť ťažké dostať kameru do ženského reprodukčného traktu.
To je génius za jeho žiariacim spermiím ovocia a schopnosť sledovať ich v reálnom čase. Vyššie uvedené video ukazuje odstránený reprodukčný trakt ženskej ovocnej mušky, ktorú Pitnick udržal neporušený v soľnom roztoku. Keď to bolo živé, tá samica sa spárila so samcom zelených spermií a potom sa o pár dní znova spárila s samcom červenej spermie. Fluorescenčným proteínom sú označené iba hlavy spermií, takže chvosty spermií nie sú vidieť.
S týmto druhom technológie môže Pitnick získať prehľad o tom, prečo existuje toľko rozmanitosti v tvare a veľkosti spermií. Napríklad, žiariace spermie, ktoré študuje, majú megafonické chvosty dosahujúce až 6 centimetrov na dĺžku, keď sa odvíjajú - približne dĺžka vášho malíčka a najdlhšia známa v živočíšnej ríši. Strávil celé desaťročia snahou pochopiť, prečo by sa muchy vyvíjali týmto spôsobom, a napokon prenasledoval ženský reprodukčný trakt ako zdroj jeho odpovede.
Zatiaľ čo Pitnick sa zameriava na muchy, spermie tiež upútali pozornosť moderných vedcov, ktorí sa snažia pomôcť ľudským párom pri počatí. Pitnickove zistenia by pri tejto úlohe mohli neúmyselne pomôcť. „V mnohých prípadoch ide o rozdiel kompatibility medzi konkrétnym mužom a ženou a nepoznajú základný mechanizmus, “ hovorí. „Porozumenie interakciám spermie a ženy môže určite objasniť pochopenie nových vysvetlení neplodnosti a možno aj nových riešení.“
Základný výskum spermií tiež pomôže urýchliť pokrok vo vývoji mužských antikoncepčných prostriedkov, hovorí Daniel Johnston, vedúci odboru výskumu antikoncepcie na National Institutes of Health. Doteraz vedci vyskúšali všetko od gélov po tabletky, ale účinná, spoľahlivá antikoncepcia u mužov zostáva nepolapiteľná. Johnston hovorí, že vedci stále čelia najzákladnejším otázkam: čo je vlastne spermie?
Spermie sa v živočíšnej ríši neuveriteľne líšia. Táto samostatná bunková spermia s ovocím môže po rozvinutí dosiahnuť niekoľko centimetrov. (Romano Dalla) „Potrebujeme skutočne porozumieť tomu, čo tvorí spermie, “ hovorí Johnston, ktorý pracoval na opise celého obsahu bielkovín v sperme - dôležitý prvý krok v porozumení toho, ako navrhnúť účinné antikoncepčné prostriedky. "Keď tomu rozumiete, môžete potenciálne začať chápať, čo musíme potlačiť."
Nedávno súkromná skupina s názvom Male Contraceptive Initiative zahájila súťaž, ktorá bude financovať jeden inovatívny antikoncepčný výskumný projekt. * Gunda Georgová, lekárnikka z medicíny na Minnesotskej univerzite, sa zapojila do prvého kola súťaže o svoj výskum neplodnosti. -sociované gény u myší, ktoré by sa mohli nakoniec použiť na vývoj samčích antikoncepčných piluliek.
Jej súčasný výskum pomáha určiť vhodné úrovne dávkovania pre tieto liečivá a hodnotiť potenciálne vedľajšie účinky. Koniec koncov, „ak človek prestane užívať tabletky, musí sa úplne vrátiť k normálu, “ hovorí Georg.
Johnston je potešený, že má príležitosť na podporu tohto typu výskumu na NIH, a to ako zo záujmu o postupovanie mužských antikoncepčných prostriedkov vpred, tak aj zo základného intrikovania spermií, ktoré sa nevymanilo z jeho 25-ročnej kariéry. „Spermie sú fascinujúce, “ hovorí Johnston. „Nič také nie je.“
Pitnick samozrejme súhlasí. Povedomie, ktoré vedci ako van Leeuwenhoek preukázali v prvých dňoch, podľa jeho slov v teréne ustúpila. "Nemyslím si, že dnes je príliš veľa biológov, ktorí majú o týchto veciach nejaký druh nepohodlia, " hovorí Pitnick. A pre neho osobne? "Milujem túto biológiu, " hovorí. "Budem s tým hovoriť o tom, kto je ochotný počúvať."
Poznámka redaktora, 7. júna 2017: Táto časť pôvodne uvádzala, že Iniciatíva pre mužských antikoncepciu bola umiestnená pod NIH; je to súkromné úsilie.
