Leicht haben es Spermien nicht: Auf dem Weg zur Eizelle müssen sie durch zähen Schleim schwimmen, widrige chemische Umgebungen passieren und sich auch noch gegen Millionen Konkurrenten durchsetzen. Wie sie das schaffen, ist noch immer nicht ganz aufgeklärt. Man weiß allerdings, dass Spermien dafür vorübergehende “Koalitionen” bilden und verschiedene Schwimmtechniken nutzen.
Neues über die Schwimmtechnik
Hermes Gadelha und seine Kollegen von der University of York haben nun Neues über die Schwimmtechnik aufgedeckt. Sie filmten dafür Spermien unter dem Mikroskop und werteten ihre Bewegungen mit Hilfe eines mathematischen Modells aus.
Im Fokus stand dabei die Frage, wie es die Spermienzellen schaffen, trotz des hohen Widestands des Schleims im weiblichen Genitaltrakts vorwärtszukommen.
“Rund 55 Millionen Spermien sind in einem Ejakulat, es ist daher schwierig zu erfassen, wie sie sich gemeinsam bewegen”, erklärt Gadelha. “Wir wollten daher einen mathematische Formel entwickeln, die die Bewegungen der Spermien vereinfacht und uns hilft zu verstehen, warum einige erfolgreich sind und andere versagen. Gleichzeitig ging es darum, die Dynamik des Schleims um die Spermien herum abzubilden.”
Zuckender Tanz
Es zeigte sich: Spermien bewegen sich auf den ersten Blick weder gerichtet noch gleichmäßig. Stattdessen ähnelt ihr Schwimmen eher einem willkürlich zuckenden Tanz. Der Schwanz der Samenzelle schlägt zwar in einem definierten Rhythmus, doch seine Bewegung katapultiert den Spermienkopf mal vorwärts, dass wieder ruckartig nach hinten oder zur Seite.
“Man würde annehmen, dass diese zuckenden Bewegungen es den Spermien sogar noch erschweren, sich durch die Flüssigkeit zu bewegen”, sagt Gadelha. Doch das Gegenteil ist der Fall: Die zufällig wirkenden Zuckungen lösen im zähen Schleim Strömungsmuster aus, die es einigen Spermien leichter machen voranzukommen.
Dabei zieht und schiebt das Spermium die umgebende Flüssigkeit abwechselnd und löst so die Bewegung aus.
“Das Spermium bewegt die Flüssigkeit in einer sehr koordinierten Weise”, berichtet Gadelha. “Obwohl der Widerstand des Schleims ihm das Vorankommen erschwert, sorgt es mit seinen rhythmischen Bewegungen dafür, dass die Bedingungen für einige Samenzellen günstiger werden.”
The mystery of how sperm swim has been revealed by #YorkResearch from @UoY_Maths: https://t.co/bstHxrOePC pic.twitter.com/nWlysxw7n9
— University of York (@UniOfYork) 22. März 2017
