研究用的海星
精子螺旋形运动的轨迹
四川在线消息（四川在线记者 陈彬）想象一下，在茫茫大海中，一个孤立无援，没有带GPS的精子，要找到那个她――卵子，难度有多大。这就是为了繁衍后代，海星精子所承担的“不可完成的任务”。但是最近科研人员却发现，这些精子有一套迅速而高效的方式，能够帮助它们找到卵子。科学家认为，这项研究的成果对人类中的相关研究可能会有指导意义。
小海星是这样诞生的
海星是生活在大海中的一种棘皮动物，它们有很强的繁殖能力。大部分的海星，通过体外受精的方式进行繁殖，也就是说雌性和雄性不需要交配。雄性海星的每个腕上都有一对睾丸，它们将大量精子排到水中，雌性也同样通过长在腕两侧的卵巢排出大量的卵子。精子和卵子在水中相遇，完成受精，受精卵最后生长发育成为小海星。
Resact：精子的“指南针”
科研人员发现，海星的卵子为精子能够找到自己提供了“指南针”：这些卵子会分泌一种叫做Resact的物质。这些物质会随着海水逐渐扩散开来。由于这种扩散，不同区域的Resact的浓度就会有所不同：与卵子距离越近，浓度越高，距离越远，浓度越低。
精子同样没有闲着，也发展出了独特的“设备”来使用这个“指南针”。在海星精子的尾巴上，有一类称为Resact受体的蛋白质，它们能够与周围环境中的Resact结合，并在结合以后触发精子细胞内部的变化，引导精子游向卵子。
这个“指南针”靠啥工作？钙！
最新的研究结果发现，一旦Resact结合到精子的尾巴上，就会触发一系列的过程，最终导致精子细胞内涌入大量的钙离子。这种钙离子浓度的变化（结合Resact后浓度升高，然后逐渐降低到原来的水平），作为一种信号，就在不断的指导着精子的游动方式。
在海水中，由于卵子会分泌大量的Resact，Resact与精子结合并触钙离子浓度变化的事件就在不断的发生。针对这种情况，精子还形成了一种“重置”的机制。当精子与一个Resact分子结合后，精子细胞内的钙浓度会升高，如果在一定的时间内，又有另外的Resact结合到同一个精子上，这时钙离子的浓度会停止升高并迅速的降低，然后对新结合的Resact做出反应：浓度从较低的水平为起点再一次的升高。
正是通过上述持续不断对Resact的感应，海星的精子在游动时不断的做出调整，朝着卵子的方向游去。
螺旋形游动，“大转弯”不含糊
那么海星的精子对于Resact 的反应有多快呢？研究人员发现，一旦精子附近的水中出现了Resact，它的反应异常的迅速：只需要0.2-0.6秒的时间来感受和处理这些信息，然后就会向Resact浓度较高的方向游去。
精子对Resact的反应不仅迅速，而且在必要的时候还会非常剧烈。当附近水中Resact的浓度非常低或者非常高的时候，精子都会以一种螺旋形的方式游动，并用一种相对较温和的方式转向，逐渐靠近卵子。
可是如果水中的Resact的浓度大小适中，但变化的梯度非常陡的时候，精子往往会以很剧烈的幅度“大转弯”，迅速的游向卵子。
长途跋涉找到你
装备如此精良，那么海星的精子到底能够感受到多远距离外的卵子呢？科研人员经过一系列的实验和计算给出了答案：利用对Resact的感受，海星的精子能够对4.7毫米以外的卵子产生反应。你可别看不起这短短的4.7毫米，这可是海星精子长度的一百多倍了。
上述研究成果发表在9月17日最新一期的科研杂志《细胞生物学杂志》（The Journal of Cell Biology）上。
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