据媒体报道,人们普遍知道,精子通常通过摇摆或旋转它们柔软的尾部来游动。然而,来自中国香港城市大学的研究人员发现,鳐鱼的精子则是通过转动头部和尾部来前进的。为了更深入地研究这种独特的运动模式,研究人员利用机器人进行了模拟演示。
这项研究不仅增加了我们对微生物运动机制的理解,还为机器人工程设计提供了灵感。研究人员为鳐鱼精子定义了一种特殊的运动模式——“异质双螺旋(HDH)模型”。有趣的是,这一发现纯属偶然。
当时,研究团队正在探索一种用于软骨鱼类(如鲨鱼和鳐鱼)人工授精的技术。他们认为,软骨鱼类可以作为生产对抗COVID-19等疾病的抗体的“工厂”。因此,研究团队希望开发出一种高效的人工授精技术,以促进高价值水产养殖的发展。
在研究过程中,研究小组借助显微镜观察了鳐鱼精子的独特结构及其游动方式。他们发现,鳐鱼的头部并不是圆形的,而是呈长螺旋状,游动时会随着尾部一起旋转。精子由多个螺旋部分构成,包括一个坚硬的螺旋头部和一个柔软的尾部,中间部分负责提供旋转所需的能量。
鳐鱼的头部主要用来储存遗传物质,而柔软的尾部则起到推动作用。研究人员指出,头部贡献了约31%的总推动力,这是首次在已知的精子类型中记录到的头部推动力。由于头部的运动,鳐鱼的游动效率比那些仅靠尾部推动的物种更高。此外,研究人员还发现,鳐鱼的精子具备双向游动的能力,可以根据需要前后移动。