2018-10-02 性愛.性福教戰
衝最快的精子受精只是運氣好 你所不知的5個生殖真相
造人，是一項激烈的運動。喂，別想歪！我說的是精子的馬拉松。在大家的印象裡，人類生殖是一場大型游泳馬拉松：上億顆精子向卵子狂奔，直到“最快最強”的那一顆率先抵達終點，讓卵子受精；而在這個過程中，卵子則是完全被動的，等待接受精子的衝擊，從而形成生命。不過，這些印象，大多都是誤區，包括“男人多老都有生育能力”，也只是一個美好的幻想。誤區1：高精子量是為了應對多雄競爭我們通過功能強大的顯微鏡可以得知，人類的平均一次射精量（約半茶勺的量）約含2.5億個精子。但關鍵的問題是：為什麼這麼多？研究表明，當男性的精液精子含量少於1億個時，懷孕率就會下降。很顯然，人類一次射出的精子有一半是正常生育需要的。精子競爭是一個被大多數人接受的解釋，它源自於“精子為了受精相互競爭”的男性氣概觀念——通常還有“不止一個男人參與其中”這種假設來增加競爭。就像買彩票，買的越多被抽中的機會越多。這一理論認為，自然選擇驅使精子數量增加，就像是一場軍備競賽，而受精則是這場競賽的獎勵。精子競爭的實例在動物世界裡的確比比皆是，我們的近親黑猩猩就是其中之一。黑猩猩所處的社會單元里，包含幾個經常進行混雜交配的成年雄性，因此雌性會與多個雄性交配。黑猩猩的諸多特徵，如顯眼的大睾丸，反映了該物種能產生特別多的精子。除了大睾丸以外，它們還有快速的精子生產速度、高精子數量、大精子中段（包含許多產生推動力的線粒體）、強健的輸精管、大的精囊與前列腺，以及大量白細胞（中和性傳播的病原體）。囊泡與前列腺一起產生精液，精液可以在陰道中凝結形成塞子，暫時阻止其他雄性精子進入。許多人，包括科學家，都將此套用在人類精子身上，但證據卻指向了不同的結果。儘管存在種種駭人聽聞的傳言，但都沒有令人信服的證據，能夠表明人類男性在生理上適應精子競爭。與黑猩猩不同，包括人類在內的許多靈長類，都生活在只有一個繁殖雄性的群體中，例如典型的核心家庭。這些靈長類動物缺少直接競爭，睾丸也很小。人類睾丸只有核桃大小，是黑猩猩的三分之一。此外，黑猩猩的精液很少有生理異常的精子，但人類的精液卻含有大量的“啞彈”。由於缺乏直接競爭，人類精子的質量控制似乎鬆懈了不少。這些沒有經常接觸到直接精子競爭的物種，為什麼還需要那麼多精子呢？唯一可行的解釋是與遺傳變異有關。在四十多年前發表的幾篇很少被引用的論文中，伯明翰大學生物學家傑克·科恩（Jack Cohen）注意到，精子數量與精子生成過程中染色體拷貝數之間存在關聯。在減數分裂產生性細胞的過程中，染色體通過交叉互換，交換大量物質。柯恩發現，在各個物種產生精子的過程中，交叉的次數增加，精子的數量也隨之增多。交叉增加了變異，這是自然選擇的基本原材料。就像抽獎時，需要打印足夠多的彩票來匹配可用的數字，精子生產的過程也需要足夠多的精子，來匹配不同的基因組合。誤區2：精子們在全程“游泳”實際上，人類精子在穿過子宮與輸卵管時，隨波逐流地被動運輸了相當長的距離。你大概想不到，哺乳動物的精子大小趨向於和體型大小呈反比，老鼠精子竟然比鯨魚精子更長。也許老鼠精子真能自己游完全程、到達卵子，但鯨魚精子不可能在沒有其他助力的情況下，游過長100倍的雌性生殖道。哪有什麼精子奧林匹克競賽！實際上，在人類平均每次射出的2.5億個精子中，只有幾百個能到達位於輸卵管高處的受精地點。精子穿過女性生殖道的過程，更像是一個極具挑戰性的軍事障礙訓練課，而不是標準的短程游泳競賽。隨著精子向上移動，數量逐漸減少，最終受精時只有不到百萬分之一的精子包圍住卵子。任何有生理異常的精子都會逐漸消失，卵子周圍的倖存者都是隨機的完整精子。誤區3：雌性生殖道在被動地接受精子精子在接近卵子的過程中，需要面臨諸多挑戰。許多精子甚至都沒能到達子宮頸。陰道內的酸性環境，使得精子無法在那裡存活很久。穿過子宮頸時，很多逃脫陰道的精子陷入粘液中，有缺陷的精子都被困住了。另外，成千上萬的精子移到了一個叫做隱窩的側通道內，在那裡它們可以被存放數天。相對較少的精子直接穿過子宮腔，而在進入輸卵管時，這個數量進一步減少。進入輸卵管後，精子暫時被約束在內壁上，只有少量能夠脫離並接近卵子。我們一直在說，讓卵子受精的精子像奧運冠軍，這讓我們容易忽略一個問題：一次射精可能含有過多的精子。如果包圍卵子的精子數過多，由一個以上的精子受精，即多精受精的風險就會提高。多精受精偶爾會發生在人類身上，尤其當父親的精子量過高時。兩個精子讓卵子受精導致的最常見結果是，胚胎的細胞會含有69條染色體，而不是通常的46條。這是致命的，通常會導致流產。雖然有的能活到出生，但也總在不久後早夭。由於多精受精的結果是致命的，女性生殖道演化出了一系列障礙，嚴格限制包圍卵子的精子數。當生育能力受損或不育而進行輔助生殖時，多精受精是需要實際考量的問題。例如，最早人工授精的標準程序是將精液引入陰道，後來則發展為子宮內輸精（IUI）。直接將精液引入子宮，可以繞過讓精子數減少的子宮頸。臨床數據分析顯示，往子宮內輸入2000萬個精子（不到平均射精量的十分之一），足以達到常規妊娠率。在體外人工受精（IVF）時，精子量更為重要。精子與卵子直接在玻璃試管裡接觸，繞過了陰道與卵子間的所有天然過濾器。在IVF的早期發展階段，人們會使用過多的精子，希望最大化受精成功率——這是能理解的，但是人們忽略了自然過程，5萬到50萬的高精子量讓成功率越來越低。要達到最佳受精率，卵子周圍只需25,000個精子。IUI與IVF都有可能增加多精受精和流產的風險。 多精受精的可能性，也為精子量的演化提供了新的視角，因為這涉及到了生物學中常見的某種平衡。如果雄性直接競爭，自然選擇可以導致精子量增加，也可以導致女性生殖道內演化出相應的機制，來限制卵子周圍的精子量。在混雜交配的靈長類動物（例如黑猩猩）中，雌性輸卵管長度的增加地小了雄性精子量的增加，這可能就是卵子對精子量的限制。這也說明，女性在受精過程中，絕不像人們通常認為的那般被動。誤區4：精子競賽，“最強最快”者獲勝人們總是相信，受精過程存在某種選擇，使得最強最快的精子能夠獲勝，進入卵子。但實際上，這樣的選擇很難出現。精子頭部的DNA是緊密結合的，幾乎呈結晶狀，要如何從外部檢測出它的特性呢？小鼠的研究表明，沒有出現根據精子含有Y染色體或X染色體而選擇的情況。因而，人類受精似乎更像是有2.5億張彩票的巨型抽獎活動，對健康的精子而言，能讓卵子受精是因為運氣好。 精子其他的一些特徵也有待解釋。例如，為什麼人類的精液中含有大量畸形的精子，像是雙尾、小頭等明顯缺陷？“神風精子”假說認為，這些啞彈精子在競爭中起著不同的作用，如阻斷甚至殺死其他男性的精子。然而，這一假說已經被證實是錯誤的。“精子競賽”這個觀念，完全掩蓋了生殖的真相。證據表明，與沖向卵子相反，許多精子會在女性生殖道裡存放數天。長久以來，人們一直以為人類精子只能在女性生殖道裡存活兩天。然而，從20世紀70年代起，越來越多的證據顯示，精子可以完全無損地存活至少五天。而現在的研究者認為，精子可以存活長達10天甚至更久。誤區5：男性生育能力不會隨著年齡衰弱與女性絕經期突然失去生育能力不同，很多人都認為，男性到老都有生育能力。然而，大量證據表明，男性的精子數量和質量都會隨著年齡增長而下降。此外，近期一項研究顯示，突變在精子中的累積速度比在卵子中快四倍。也就是說，老年男性的精液其實是充滿風險的。 在工業化社會，女性初次生育的年齡逐漸增加，生殖問題也隨之而來。許多人將凍卵手術當作解決方案，但它具有高度侵入性，而且非常昂貴。而隨著男性年齡增長而增多的生殖問題卻很少被提及。實際上，儲存年輕男性的精液以供以後使用，這是一種能夠減少老年夫婦生殖問題的方法，不僅有效，而且成本與侵入性都小得多。人類生殖學領域裡，更少的性別偏見與更可靠的知識能帶給我們許多益處，而這僅是其中之一。誤區從何而來？這些誤區，是一步步積累下來的，並且不斷影響著我們對性別的看法。17世紀中期，自然哲學家勉強用肉眼看到了女性的卵子。當時，他們認為所有的生命都是由神創造的：一個人存在於另一人體內的卵子裡，就像俄羅斯套娃一樣。這種觀點叫預成論（preformation）。 人們可能會認為，隨著科學的進步，清晰的顯微鏡會粉碎俄羅斯套娃理論。事實恰恰相反。人們在顯微鏡下不僅看到卵子，還看到了精子，這使得預成論演變成了一種新的、甚至更加父權的政治自負：一些人認為，卵子只是一個被動的容器，等待著活躍的精子來引發生育；每個精子的頭部裡則有一個微小的、預先成型的人。 功能更強大的顯微鏡，最終把微型人理論掃進了歷史的垃圾桶，但人們的觀念並沒有太大的改變。例如，“卵子是被動的參與者”這個觀念，就是它最顯著的遺產。可以理解（儘管這也很不幸），普通公眾也許會相信這種錯誤的、帶有性別偏見的模式和隱喻。但是，包括生物學家和醫生，也都犯了這種錯。直到1991年，在真正的科學研究已經被廣泛應用很久之後，紐約大學人類學家艾米莉·馬丁（Emily Martiin）才指出生殖學的“科學童話”——教科書裡的精子卵子圖，暗示著“女性的生殖機制不如男性的有價值”，以及“女性不如男性有價值” 。例如，卵巢被描繪為只有限量的卵子，在一生中逐漸耗盡；而睾丸在一生中都能產生新的精子。卵子的生成常被描述為“浪費”，因為青春期的30萬個卵原細胞裡只有400個成熟卵子會被排出；然而，很少有人用“浪費”形容男人一生超過2萬億的精子產量。 這些理解，連同我們前面提到的誤區，例如“大型游泳馬拉松”、“最強最快者獲勝”，都是過去的人們充滿性別偏見的遺留物——一種基於錯誤科學、令人反感的男性幻想。但這還不是最糟糕的。更糟糕的是，繼續相信有偏見的信息，阻礙了男性與女性得到重要的生殖治療。如今，微型人理論已經消失在了時間的迷霧中，僅僅作為人類在早期性細胞探索中的有趣失誤而被提起。但是，它的影響及催生它的男性氣概偏見，連同其他影響我們對生殖生物學觀念的文化刻板印像一起，以更微妙的方式延續了下來。本文來源於果殼網（微信公眾號：Guokr42），禁止二次轉載，如需轉載請聯繫sns@guokr.com
