精子是如何追到卵子的？
科學前沿
作者：劉衛
所有精子來到這個世界上隻有一個目的——獲得卵子的垂青，與卵子結合。唯其如此，才能鳳凰涅槃，創造新生命。如果得不到卵子的青睞，精子就如曇花一現。所以，每個精子在被排出之時，隻能前進，決不停滯，更不能走回頭路。
精子的不同前進方式
一名男子如果每次排出的精子數達不到2000萬個，就很難有精子與卵子會合。所以，成千上萬個精子即便拚盡了全力，每次也隻有一兩個精子能修成正果。那麼，如此慘烈的競爭不是在浪費其他的精子嗎？其實，不完全是這樣，因為自然不做徒勞之舉，它的每一種行為都是合情合理的。男性每次排出大量精子一則是形成競爭機製，二則是充分估計到可能有大多數精子因為各種各樣的原因達不到目的地，所以才在數量上讓精子前仆後繼，最終確保有精子與卵子結合。例如，有些精子會失去方向，因為一次射精之後，隻有1/5的精子能向著卵子的方向遊動。所以，為了贏得卵子的芳心，每個精子首先要方向正確，其次要有極強的競爭力。
研究人員推測，精子之所以能找到與卵子會合的正確方向，是因為自身有某種能力或有一些信號在指示它們。現在，這種猜測獲得了一些證實。研究人員發現，那些能找到與卵子結合的正確方向的精子是通過感受並能計算鈣離子的濃度來判斷方向的，反之，那些迷失了方向的精子是不能感受鈣離子濃度，並且是沒有計算能力的精子。
德國哥廷根大學的盧易斯·阿爾瓦雷斯等人在對海洋生物的精子遊動進行觀察時發現，精子遊向並找到卵子一是靠卵子釋放的信號吸引，二是要靠精子自己計算鈣離子信號的濃度，從而確定自己前進的方向。
精子的遊動有兩種方式，一種是像蛇行一樣扭動前行，另一種是像人的自由泳一樣靠腿（尾部）打水直線前進。
鈣離子濃度時高時低，精子就會以蜿蜒前行和直行兩種方式來交替前行。
隨後，阿爾瓦雷斯等人用頻閃鐳射照明技術來觀察精子的遊動，因為這種技術不僅能精確地追蹤精子的運動軌跡，還可以同時測定精子周圍環境中鈣離子濃度的變化情況。結果發現，精子能“計算”周圍的鈣離子濃度和變化的時間關係，然後采取不同的前進方式。但是，研究人員對這種機製的細節還不太清楚，隻是推測，精子有可能通過自身的兩個蛋白結合到鈣離子上，形成一種化學衍生物，以此來計算鈣離子的濃度，從而決定自己前進的方式，並最終找到卵子。
卵子的誘導信號
精子實在是渺小得很，加上尾巴，長度才達55微米，僅僅是人的頭發直徑的一半。但是，有的精子遊動速度驚人，每分鍾可遊動4毫米；但有的則慢吞吞，半天挪動不了一毫米。遊速快的精子向著輸卵管中的卵子遊動，遊完輸卵管全程可能隻需45分鍾，而遊得慢的家夥則需要3天。這當然會產生不同的結果。遊得快的家夥會捷足先登，率先向卵子進攻，從而贏得卵子的芳心。而遊得慢的精子隻能靠運氣了，要看先到的家夥是否被卵子拒絕。
如果先到的精子被卵子拒絕，後到的精子還有機會向卵子獻殷勤，以求卵子接納自己。但是，這種好事的幾率太小，因為先到者如果不是有什麼特殊的原因，如質量不好的“矮挫窮”者，或外貌和內在品質都有明顯缺陷的話，一般都會被卵子接受。在接受了先到的精子後，卵子就會關閉自己的愛情大門，專心致誌地與精子經營未來的世界，創造一個優質的生命，而不再理睬後到的求愛者。