शुक्राणु ने वैज्ञानिकों को सदियों से मूर्ख बनाया है: वे तैरते नहीं बल्कि पूंछ के रूप में घूमते हैं

शुक्राणु हमारे ग्रह पर लगभग हर जीवित जीव के निषेचन के लिए महत्वपूर्ण है, जिसमें मानव भी शामिल है। प्रजनन करने के लिए, मानव शुक्राणु को अंडे खोजने के लिए माउंट एवरेस्ट पर चढ़ने के बराबर दूरी तैरना पड़ता है। वे इस महाकाव्य यात्रा को अपनी पूँछ को आगे बढ़ाते हुए पूरा करते हैं, जिससे द्रव तैरकर आगे की ओर बढ़ता है। हालांकि 50 मिलियन से अधिक शुक्राणु अंडे तक पहुंचने में विफल होंगे - लंदन या न्यूयॉर्क की पूरी आबादी के छह गुना से अधिक के बराबर - यह केवल एक ही शुक्राणु लेता है ताकि एक अंडे को निषेचित किया जा सके जो अंततः एक इंसान बन जाएगा।

© हिन्दू टाइम्स  स्पर्म द्वारा प्रदान किया गया है जिसने वैज्ञानिकों को सदियों से बेवकूफ बनाया है: 

स्पर्म पहली बार 1677 में खोजा गया था - लेकिन वैज्ञानिकों को इस बात पर सहमत होने में लगभग 200 साल लग गए कि इंसान वास्तव में कैसे बनते हैं। "प्रीफ़ॉर्मिस्ट्स" का मानना ​​था कि प्रत्येक शुक्राणुजोज़ा में एक छोटा, छोटा मानव होता है - होमुनकुलस। उनका मानना ​​था कि अंडे ने केवल शुक्राणु को बढ़ने के लिए एक जगह प्रदान की है।

दूसरी ओर, "epigenesists" ने तर्क दिया कि पुरुषों और महिलाओं दोनों ने एक नया अस्तित्व बनाने में योगदान दिया, और 1700 के दशक में खोजों ने इस सिद्धांत के लिए और अधिक सबूत दिखाए। हालांकि वैज्ञानिक अब प्रजनन में शुक्राणु की भूमिका निभाने वाले भूमिका को बेहतर ढंग से समझते हैं, हमारे नवीनतम शोध ने पता लगाया है कि शुक्राणु वास्तव में इस पूरे समय में वैज्ञानिकों को बेवकूफ बना रहे हैं।

पहले सूक्ष्मदर्शी में से एक 17 वीं शताब्दी में एंटनी वैन लीउवेनहोक द्वारा विकसित किया गया था। उन्होंने पिघले हुए कांच के एक बूँद का उपयोग किया जिसे उन्होंने ध्यान से जमीन पर रखा और एक शक्तिशाली लेंस बनाने के लिए पॉलिश किया। उनमें से कुछ एक वस्तु को 270 बार बढ़ा सकते हैं। उल्लेखनीय रूप से, 200 से अधिक वर्षों के लिए एक बेहतर लेंस नहीं बनाया गया था।

लीउवेनहॉक के लेंस ने उन्हें सूक्ष्म दुनिया का पहला खोजकर्ता बनाया, जो बैक्टीरिया सहित, हमारी कोशिकाओं के अंदर - और शुक्राणु सहित वस्तुओं को देखने में सक्षम था। जब लीउवेनहोएक ने पहली बार शुक्राणु की खोज की, तो उन्होंने इसे "पूंछ के साथ एक जीवित प्राणी" के रूप में वर्णित किया, जो जब तैरता है, तो पानी में ईल की तरह एक सनकी आंदोलन के साथ लैश होता है।

इसके बाद से, शुक्राणु कैसे तैरते हैं, इसके बारे में हमारी धारणा बदल गई है। आधुनिक माइक्रोस्कोप का उपयोग करने वाला कोई भी व्यक्ति आज भी बहुत ही अवलोकन करता है: शुक्राणु अपनी पूंछ को साइड-टू-साइड घुमाकर आगे तैरते हैं। लेकिन जैसा कि हमारे नवीनतम शोध से पता चलता है, हम वास्तव में इस बारे में गलत थे कि पिछले 350 वर्षों से शुक्राणु कैसे तैरते हैं।

अत्याधुनिक 3 डी माइक्रोस्कोपी तकनीक का उपयोग करते हुए, यूके और मैक्सिको के शोधकर्ताओं की हमारी टीम गणितीय रूप से 3 डी में शुक्राणु पूंछ के तेजी से आंदोलन का पुनर्निर्माण करने में सक्षम थी। न केवल शुक्राणु का आकार उन्हें अध्ययन करने में मुश्किल बनाता है - इसकी पूंछ केवल आधे बालों की चौड़ाई को मापती है - वे तेजी से भी होते हैं।

उनकी पूंछ का कोड़ा जैसा आंदोलन एक सेकंड से भी कम समय में 20 से अधिक तैराकी-स्ट्रोक मारने में सक्षम है। हम एक दूसरे में 55,000 से अधिक चित्रों को रिकॉर्ड करने में सक्षम एक सुपर-फास्ट कैमरा की आवश्यकता थी, जो एक तेज गति से दोलन में एक उच्च गति पर नमूना को ऊपर और नीचे स्थानांतरित करने के लिए घुड़सवार था - 3 डी में स्वतंत्र रूप से तैरते समय प्रभावी रूप से शुक्राणु की पूंछ को स्कैन करना।

हमें जो मिला उसने हमें चौंका दिया। हमने पाया कि शुक्राणु की पूंछ वास्तव में विस्की है और केवल एक तरफ विगल्स है। जबकि इसका मतलब यह होना चाहिए कि शुक्राणु के एकतरफा स्ट्रोक से यह हलकों में तैरने वाला होता है, शुक्राणु को आगे की ओर अनुकूलित करने और तैरने का एक चतुर तरीका मिल गया है: वे तैरते हुए लुढ़कते हैं, वैसे ही जैसे पानी के माध्यम से ऊबने वाले कॉर्कस्क्रू। इस तरह से, विस्की एक तरफा स्ट्रोक शुक्राणु रोल के रूप में बाहर निकलता है जो इसे आगे बढ़ने की अनुमति देता है।

शुक्राणु के तेजी से और उच्च सिंक्रनाइज़ कताई के कारण 2 डी सूक्ष्मदर्शी के साथ ऊपर से देखे जाने पर भ्रम पैदा होता है - पूंछ में साइड-टू-साइड आंदोलन दिखाई देता है। हालांकि, इस खोज से पता चलता है कि शुक्राणु ने अपने लोप-साइडेडनेस की भरपाई के लिए एक तैराकी तकनीक विकसित की है। ऐसा करने में उन्होंने एक गणितीय पहेली को भी सरलता से हल किया है: समरूपता से बाहर समरूपता बनाकर।

शुक्राणु का शरीर उसी समय घूमता है जब पूंछ तैराकी दिशा में घूमती है। शुक्राणु "द्रुत" तरल पदार्थ में एक कताई शीर्ष की तरह घूमता है, जबकि इसकी झुकी हुई धुरी केंद्र के चारों ओर घूमती है। यह हमारे ग्रह में विषुवों की पूर्वधारणा की तरह, भौतिक विज्ञान में अधिकता के रूप में जाना जाता है।

कंप्यूटर-असिस्टेड सीमेन एनालिसिस (CASA) सिस्टम, आज, क्लीनिक और अनुसंधान दोनों में, उपयोग में, अभी भी शुक्राणु के आंदोलन के 2D विचारों का उपयोग करते हैं। लीउवेनहोक के पहले माइक्रोस्कोप की तरह, वे अभी भी वीर्य की गुणवत्ता का आकलन करते हुए समरूपता के इस भ्रम से ग्रस्त हैं। समरूपता (या इसकी कमी) एक पहचान विशेषता है जो प्रजनन क्षमता को प्रभावित कर सकती है।

शुक्राणु की पूंछ की वैज्ञानिक कहानी अनुसंधान के हर दूसरे क्षेत्र के मार्ग का अनुसरण करती है: शुक्राणु आंदोलन को समझने में प्रगति माइक्रोस्कोपी, रिकॉर्डिंग और अब, गणितीय मॉडलिंग और डेटा विश्लेषण में प्रौद्योगिकियों के विकास पर अत्यधिक निर्भर है। आज विकसित की गई 3 डी माइक्रोस्कोपी तकनीक भविष्य में वीर्य के विश्लेषण के तरीके को लगभग निश्चित रूप से बदल देगी।

यह नवीनतम खोज, गणित के साथ संयुक्त 3 डी माइक्रोस्कोप प्रौद्योगिकी के अपने उपन्यास उपयोग के साथ, मानव प्रजनन के रहस्यों को अनलॉक करने के लिए नई आशा प्रदान कर सकती है। पुरुष कारकों की वजह से आधे से अधिक बांझपन के साथ, मानव शुक्राणु पूंछ को समझना अस्वास्थ्यकर शुक्राणु की पहचान करने और प्रजनन क्षमता में सुधार के लिए भविष्य के नैदानिक ​​उपकरणों के लिए मौलिक है।

हेमीज़ गडल्हा, एप्लाइड गणित और डेटा मॉडलिंग में वरिष्ठ व्याख्याता, ब्रिस्टल विश्वविद्यालय


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