Профессор Дэвид Дж. Миллер из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн, объясняет, что, хотя сперматозоиды действительно обладают способностью двигаться и она важна, основную роль в продвижении спермы осуществляет матка. Этот мышечный орган ритмично сокращается — его движения напоминают перистальтику желудочно-кишечного тракта, стимулируя продвижение сперматозоидов к яйцеклетке. Доказательством этого стало исследование 1996 года, в ходе которого ученые ввели крошечные шарики, имитирующие сперматозоиды, в матки 64 женщин и обнаружили, что некоторые из них достигли фаллопиевых труб всего за несколько минут. И это при том, что шарики, в отличие от сперматозоидов, вообще не были способны к передвижению. Кстати, шейка матки считается самым сложным барьером на пути мужских половых клеток. Просвет шейки закрыт пробкой из густой слизи — до 70% сперматозоидов застревают в ней и не могут продвинуться дальше.
Параллельно с продвижением сперматозоидов к яйцеклетке, движется им навстречу и сама яйцеклетка. Сама по себе она не может двигаться как сперматозоиды, за ее транспортировку отвечают крошечные волоски — реснички, которые создают в фаллопиевых трубах поток, направленный в сторону матки. Этот встречный ток приходится преодолевать сперматозоидам, что усложняет их путь. По словам Сабины Келле, профессора анатомии и биологии развития в Медицинской школе Университетского колледжа Дублина, движение сперматозоидов в этот момент больше напоминает борьбу за то, чтобы удержаться в центре потока, в противном случае, соприкоснувшись со стенками фаллопиевых труб, они могут застрять и вообще потерять способность двигаться дальше.
Внутри фаллопиевых труб сперматозоидам предстоит еще одно испытание. Ближе к выходу из трубы, вместо того чтобы продолжать движение, сперматозоиды прикрепляются к стенке и ждут «прибытия» яйцеклетки. Этот этап играет ключевую роль в отборе мужских клеток: ученые заметили, что сперматозоиды с нормальной морфологией с большей вероятностью прикрепятся к стенке, что продлевает их жизненный цикл и дает им преимущество. А когда яйцеклетка наконец появляется, фаллопиевая труба отбирает наиболее здоровые сперматозоиды, позволяя им оторваться от стенки и устремиться к цели. Если же сперматозоид ослаблен или поврежден, труба не даст ему возможности продолжить движение.
Но даже если сперматозоид добрался до яйцеклетки первым, это вовсе не означает, что именно он ее оплодотворит. До слияния с яйцеклеткой сперматозоиду необходимо пройти завершающий этап созревания, который происходит уже в женском организме. Этот процесс требует времени, поэтому сперматозоид, который первым достиг цели, может оказаться неспособным к оплодотворению, в то время как другие, прибывшие чуть позже, окажутся более подходящими кандидатами.
На каждом этапе этого сложного пути женская репродуктивная система проводит строгий отбор. Большинство сперматозоидов не могут его пройти: около 98−99% сперматозоидов, попавших в женский организм, отсеиваются. Часть из них просто вымывается обратно вместе с секреторными выделениями гениталий, часть уничтожается иммунными клетками, так как для женского организма сперматозоиды являются чужеродными элементами.
Хотя этот естественный механизм призван обеспечивать отбор наиболее здоровых сперматозоидов, он не идеален. Даже самый крепкий и быстрый сперматозоид может быть носителем той или иной генетической аномалии. Однако в целом именно женский организм играет ведущую роль в выборе сперматозоида, который в конечном итоге оплодотворит яйцеклетку.
Таким образом, процесс оплодотворения правильнее сравнивать не гонкой на скорость, а скорее с многоэтапным конкурсом на выживание, в котором женская репродуктивная система выступает в роли главного судьи, отбирающего самого подходящего кандидата. «Для того чтобы подать заявку на эту работу, сперматозоид должен соответствовать определенным критериям», — заключает Миллер. «И, даже обладая всеми нужными характеристиками, ему важно оказаться в нужном месте в нужное время».
Ранее ученые выпустили «атлас» эмбрионов, в котором можно увидеть, как развиваются клетки с течением времени.
