游動的精子是生命的前奏，它需要通過陰道、經(jīng)過子宮、進(jìn)入輸卵管，最后才能與卵子結(jié)合，這個距離大概在15厘米左右。

精子本質(zhì)上是一種人體細(xì)胞，而且還是最小的一類人體細(xì)胞，它的總長度大概在50至60微米之間，對于這么小的一個細(xì)胞而言，15厘米簡直可以稱得上是一場遙不可及的旅途，那么這么長的路程，精子是怎么游過去的呢？其實(shí)這個問題在過去一直是一個迷，我們只知道精子是依靠它的鞭毛，也就是后面那條小尾巴進(jìn)行游動的，但僅僅依靠這條鞭毛，似乎又難以產(chǎn)生足夠的動力。

精子從陰道進(jìn)入輸卵管的時間因人而異，但即便是最慢的精子，6個小時也足以抵達(dá)，而一些最快的家伙甚至只需要10分鐘的時間就可以完成這次旅程。

這可真是令人吃驚，以精子的個頭和那小小的鞭毛，理論上速度是不可能如此之快的。這一困擾了我們很久的問題，現(xiàn)在終于有了答案。在《Cell Reports Physical》雜志上發(fā)表的一項研究為我們揭開了這個謎題。來自莫那什大學(xué)和墨爾本大學(xué)的研究人員利用先進(jìn)的成像技術(shù)分析了游動鏡子周圍的3D流體運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)一個游動的精子周圍會出現(xiàn)多個旋渦，這些旋渦附著在細(xì)胞上，并同步圍繞彼此旋轉(zhuǎn)，正是這種流體運(yùn)動極大地增強(qiáng)了精子的推進(jìn)力。

上面的圖像中顯示出了精子周圍流體運(yùn)動的方式，能夠清晰地看到精子周圍緊緊附著著多個旋轉(zhuǎn)的流體柱，這些旋轉(zhuǎn)柱相互纏繞，形成了一種超扭曲結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠極大增強(qiáng)精子的運(yùn)動。

如果你還是不太明白這種結(jié)構(gòu)到底是如何提升精子運(yùn)動能力的，那么你可以想象將一根橡皮筋扭成螺旋狀，然后在此基礎(chǔ)上再扭上一圈，如此就形成了一種超螺旋，當(dāng)你將其放開之后，就會產(chǎn)生一股極大的動能，而精子的運(yùn)動方式與之十分相像。

在成像儀下，精子就如同一個旋轉(zhuǎn)的開瓶器，在超扭曲結(jié)構(gòu)流體的推動下高速前進(jìn)。

那么這些流體旋渦到底是如何產(chǎn)生的呢？其實(shí)關(guān)鍵還是在鞭毛上。一直以來人們都認(rèn)為精子的鞭毛就如同蝌蚪的尾巴一樣，是一種簡單的運(yùn)動器官，但實(shí)際上它的主要作用并不是直接產(chǎn)生動力。在精子游動時，鞭毛會進(jìn)行一種獨(dú)特的運(yùn)動，研究人員稱其為“鞭動運(yùn)動”。

鞭毛的鞭動運(yùn)動會使周圍的液體產(chǎn)生漩渦狀的水流，而這些又不是單純的漩渦，它們會牢牢附著在精子的表面并同步旋轉(zhuǎn)，從而為精子提供額外的動力。

在這股力量的推動下，成像儀下的精子會展現(xiàn)出明顯與自身體型并不相符的運(yùn)動速度。主持這項研究的諾斯拉蒂和團(tuán)隊中的其它研究人員表示，他們是第一個同時拍攝到精子尾部運(yùn)動和其周圍三維流場的人，這一發(fā)現(xiàn)向我們揭示了螺旋流模式是如何影響精子運(yùn)動的。

此項研究有兩方面重要的意義。

一方面精子的這種推進(jìn)方式可能會影響精子與周圍環(huán)境的相互作用，對生育研究具有重要意義，另一方面，精子的運(yùn)動可能并不是一種孤立的現(xiàn)象。在微觀世界中存在著很多微小的生命形式，比如細(xì)菌和病毒，它們也可能擁有和精子一樣或相似的運(yùn)動方式，通過研究精子的運(yùn)動，可以擴(kuò)展我們對于這些微生物運(yùn)動方式研究的思路。除此之外，還可以幫助我們更好地理解流體動力學(xué)。