मानव शुक्राणु फैलोपियन ट्यूब तक पहुंचता है और अंडे को निषेचित करता है। सामान्यतया, वे15 सेमी से 18 सेमी की दूरी तय करनी होगी।यह मानते हुए कि शुक्राणु जानवरों में सबसे छोटी कोशिकाओं में से एक है -मानव शुक्राणु की लंबाई एक्रोसोम से अंत तक केवल लगभग 50 माइक्रोन होती है।15 सेमी से अधिक चलना कोई आसान काम नहीं है।
वास्तव में, न केवल शुक्राणु के लिए दूरी बहुत दूर है, 15 सेमी की यात्रा पर विभिन्न "बूबी ट्रैप" भी हैं, क्योंकि शुक्राणु महिलाओं के लिए एक विदेशी शरीर है और स्वाभाविक रूप से इसके खिलाफ बचाव किया जाएगा।
इनमें गर्भाशय ग्रीवा बलगम द्वारा शुक्राणु को फंसाना, श्वेत रक्त कोशिकाओं द्वारा शुक्राणु को घेरना आदि शामिल हैं। जब लाखों शुक्राणु हर बार एक ही समय पर निकलते हैं, तो उनमें से केवल 200 ही वास्तव में अपने गंतव्य तक पहुंच पाते हैं - अंडे से संपर्क करना।
क्वापन/फ़्लिकर
तो दिलचस्प सवाल यह है कि शुक्राणु कैसे चलते हैं? इसे आगे बढ़ते रहने के लिए ऊर्जा कैसे प्राप्त होती है?
शुक्राणु की "तैराकी" के बारे में कुछ बहुत दिलचस्प कहानियाँ हैं, इसलिए इसका अलग से उल्लेख किया जाना चाहिए। यह बात 300 साल से भी ज्यादा समय से वैज्ञानिकों को बेवकूफ बना रही है।
कैसे शुक्राणु ने 300 से अधिक वर्षों तक वैज्ञानिकों को धोखा दिया
1677 में, ऑप्टिकल माइक्रोस्कोपी के जनक, डच वैज्ञानिक लीउवेनहॉक ने माइक्रोस्कोप में सुधार करने के बाद, इस माइक्रोस्कोप के माध्यम से अपने स्वयं के शुक्राणु को ध्यान से देखा। यह पहली बार था जब इंसानों ने शुक्राणु देखे।
चित्र: लीउवेनहॉक
लीउवेनहॉक के विवरण के अनुसार, उन्होंने बड़ी संख्या में "सूक्ष्मजीव" देखे। इनमें से प्रत्येक "जीव" का सिर सूजा हुआ और लंबी, लगभग पारदर्शी पूंछ थी। वे ऊर्जा से भरपूर थे, साँपों की तरह छटपटा रहे थे, और पानी में मछलियाँ की तरह।
उस समय लोगों ने यह नहीं सोचा था कि ये मानव जनन कोशिकाएँ हैं। वास्तव में,लीउवेनहॉक का मानना था कि वे एक प्रकार के परजीवी जानवर थे (संभवतः जब उसने पहली बार अपने जानवरों को देखा था तो वह डर गया था), और इस "प्राणी" का वर्णन करने के लिए विशेष रूप से एक शब्द "स्पर्मेटोज़ोआ" (अब शुक्राणु जानवर के रूप में अनुवादित) बनाया।
चित्र: उस समय लोगों को लगता था कि शुक्राणु के एक्रोसोम में छोटे-छोटे लोग रहते हैं।
शुक्राणु की खोज के बाद लंबे समय तक, लोगों को वास्तव में यह नहीं पता था कि इन कोशिकाओं का उपयोग किस लिए किया जाता था।
1695 में, निकोलस हार्टसॉक, जो एक डच निवासी भी थे, ने शुक्राणु का अवलोकन करने के बाद तुरंत महसूस किया कि उन्हें "ईश्वर का रहस्य" समझ में आ गया है। उन्होंने पहली बार शुक्राणु की भूमिका को परिभाषित किया, यह मानते हुए कि शुक्राणु में छोटे लोग रहते थे, और फिर ये छोटे लोग महिला के पेट में बड़े लोगों में विकसित हो गए। प्रजनन क्षमता यही है।
लेकिन शर्मनाक बात यह है कि यह आदमी यह नहीं बता सकता कि इतने सारे लोग अंदर क्यों गए लेकिन अंत में केवल एक या दो ही बाहर आए।
लोग 1827 तक स्तनधारी प्रजनन के रहस्यों को नहीं समझ पाए थे, क्योंकि उसी वर्ष वैज्ञानिकों ने अंडों की खोज की थी (अंडे खोजना कठिन था क्योंकि उनकी संख्या बहुत सीमित थी)। 1876 तक ऐसा नहीं हुआ था कि वैज्ञानिकों ने अंततः शुक्राणु और अंडों के संलयन को देखा, और स्तनधारी प्रजनन के रहस्य अंततः स्पष्ट हो गए।
आइए लीउवेनहॉक की शुक्राणु की खोज पर वापस जाएं। हालाँकि वह नहीं जानता था कि ये "प्राणी" किस लिए थे, फिर भी वह सूक्ष्मदर्शी के नीचे प्राणियों का वर्णन करने में निश्चित रूप से बहुत अच्छा था।
कैमरों से पहले के उस युग में, लीउवेनहॉक ने हाथ से शुक्राणु का एक चित्र भी बनाया (ऊपर चित्रित), और पहली बार छवियों और शब्दों के माध्यम से एक ही समय में बताया कि शुक्राणु कैसे चलता है - यह टैडपोल या मछली की तरह अपनी पूंछ को दाएं और बाएं हिलाकर खुद को आगे बढ़ाता है।
शुक्राणु का इस रूप में घूमना (पूँछ हिलाना) संभवतः हम सभी की रूढ़ि पर फिट बैठता है, क्योंकि आमतौर पर हमारे संपर्क में आने वाली अधिकांश लोकप्रिय विज्ञान पुस्तकों में इसका वर्णन इसी तरह किया गया है।
हाल तक (2020 तक), मेक्सिको के राष्ट्रीय स्वायत्त विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पाया कि,इससे पता चलता है कि शुक्राणु अपनी पूँछ को इस तरह घुमाने से "तैरता" नहीं है। यह वास्तव में एक घूमते हुए छेद के रूप में चलता है।
नेशनल ऑटोनॉमस यूनिवर्सिटी ऑफ मैक्सिको के शोधकर्ताओं ने एक पीजोइलेक्ट्रिक डिवाइस और एक उच्च गति वाले कैमरे के साथ एक 3डी माइक्रोस्कोप का उपयोग किया, जो प्रति सेकंड 55,000 से अधिक फ्रेम रिकॉर्ड करने में सक्षम है, जिससे मुक्त-तैराकी शुक्राणु को 3डी स्कैन किया जा सके, और फिर गणितीय रूप से शुक्राणु की गति का निर्माण किया (जैसा कि नीचे दिखाया गया है) [1]
यह अध्ययन 31 जुलाई, 2020 को साइंस एडवांसेज जर्नल में प्रकाशित हुआ था। इसके शोधकर्ता गैडेलहा ने एक साक्षात्कार में कहा: शुक्राणु बिल्कुल तैरता नहीं है, यह बस तरल में ड्रिल करता रहता है।
वास्तव में, के कारणशुक्राणु का तीव्र और अत्यधिक समकालिक घूर्णन - प्रति सेकंड 20 घूर्णन, 2डी माइक्रोस्कोप से देखने पर उनकी गति को सही ढंग से नहीं समझा जा सकता है - आप केवल बाएं और दाएं स्विंग देख सकते हैं, और आधुनिक शोध आमतौर पर 2डी माइक्रोस्कोप का उपयोग करते हैं, इसलिए शुक्राणु 300 से अधिक वर्षों से वैज्ञानिकों को इस तरह से बेवकूफ बना रहे हैं।
शुक्राणु क्यों घूमता है?
शुक्राणु अत्यधिक विशिष्ट कोशिकाएं हैं, जिसका अर्थ है कि वे जबरदस्त विकासवादी दबाव में हैं, और उनकी सभी विशेषताओं का एक ही उद्देश्य है, जो निषेचन को पूरा करना है।
अगल-बगल से झूलने की तैराकी मुद्रा कुछ आसानी से तैरने वाले तरल पदार्थों में आगे बढ़ने के लिए उपयुक्त है, और निषेचन को पूरा करने के लिए शुक्राणु को जिस वातावरण का सामना करना पड़ता है वह बहुत जटिल है।
एक ही यात्रा में, उन सभी को विभिन्न प्रकार के वातावरण का सामना करना पड़ता है, कभी-कभी यह चिपचिपा होता है और इसे बिल्कुल भी चलाया नहीं जा सकता है, कभी-कभी यह चिकना होता है, और कभी-कभी यह बस सूखा होता है, इसलिए एक शीर्ष की तरह घूमना स्विंगिंग प्रणोदन से कहीं बेहतर है।
इसके अलावा, इस अध्ययन में यह भी पाया गया कि मानव शुक्राणु की पूंछ वास्तव में असंतुलित होती है और केवल एक तरफ ही झूलती है, जिसका अर्थ है कि एक तरफा झूलने के कारण इसे गोल-गोल घूमना चाहिए।
लेकिनशुक्राणु को एक अनुकूलन मिल गया है। वे तैरते समय लुढ़कते हैं, और एक्रोसोम भी पूंछ के घूमने की दिशा में घूमता है। इस तरह से एकतरफा स्विंग के कारण होने वाली विषमता को दूर किया जा सकता है।
मैंने 2019 में एक अध्ययन की समीक्षा की और पाया कि स्तनधारी शुक्राणु का एक्रोसोम एक पेंच की तरह सर्पिल आकार का होता है [2], जो शुक्राणु की गति के बिल्कुल अनुरूप है।
तो, एक और सवाल है. चूँकि शुक्राणु इतने छोटे होते हैं और उन्हें इतनी मेहनत से छेद करना पड़ता है, तो उनकी ऊर्जा कहाँ से आती है?
दरअसल, यह भी शुक्राणु की अत्यधिक विशिष्ट प्रकृति का हिस्सा है।
हम जानते हैं कि कोशिका गतिविधियों के लिए ऊर्जा मुख्य रूप से माइटोकॉन्ड्रिया से आती है, जिसे कोशिकाओं की ऊर्जा फ़ैक्टरी कहा जाता है। हालाँकि शुक्राणु आकार में छोटे होते हैं, लेकिन उनमें बहुत सारे माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं, जो छोटी बैटरी की तरह होते हैं जो शुक्राणु को ऊर्जा प्रदान करते हैं।
ये माइटोकॉन्ड्रिया शुक्राणु के मध्य भाग में केंद्रित होते हैं और अंतरिक्ष का पूरा उपयोग करने के लिए वैज्ञानिकों ने पाया कि ये माइटोकॉन्ड्रिया सर्पिल आकार के होते हैं।
इन माइटोकॉन्ड्रिया को जो "ईंधन" प्रदान करता है वह उनकी गतिविधि स्थल है। केवल वहां उन्हें 5 दिनों से अधिक जीवित रहने का मौका मिलता है, जबकि अन्य वातावरण में शुक्राणु जल्दी निष्क्रिय हो जाएंगे।
अंत में, आइए शुक्राणु के बारे में व्यापक रूप से फैली ग़लतफ़हमी के बारे में बात करें।
हममें से कई लोगों ने सुना है कि केवल सबसे तेज़ शुक्राणु को ही निषेचन पूरा करने का मौका मिलता है, इसलिए हममें से प्रत्येक ने जन्म के बाद से करोड़ों प्रतियोगिताओं में से एक बार जीत हासिल की है।
लेकिन वास्तव में ऐसा नहीं है,अधिक से अधिक सबूतों से पता चला है कि सबसे तेज़ दौड़ने वाले (या ड्रिलिंग) शुक्राणु को पहले अंडे का ही सामना करना पड़ेगा, और अंडे के पास अंतिम विकल्प होता है। वे दौड़ पूरी करने वाले सैकड़ों या हजारों शुक्राणुओं में से एक को चुनेंगे [3]।
को देखें:
[1].https://doi.org/10.1126/sciadv.aba5168
[2].https://doi.org/10.1098/rstb.2019.0149
[3].https://www.news-medical.net/news/20200611/The-egg-decides-who-sperm-fertilizes-it.aspx