受精全程:風雨里只為遇見你

受精全程:風雨里只為遇見你

開題之前,先恭喜全國975萬的高考生順利解放。

高考之後,可能你會在某個時間段會在同學群里看到某同學在艾特老師:老師,我們的高考試卷還沒有評講!你會懷念高考的日子,以及曾經和你一起奮鬥的那些人,但是!你真的想聽高考卷的評講嗎!!

好了好了,今天的題和高考生物有關,主要分為3部分:

一、精子的發生

二、卵子的發生

三、精子與卵子的相遇之程

一、精子的發生(spermatogenesis)

上一張高中生十分熟悉的精子圖

一個精子最最最原先的狀態,叫精原細胞(spermatogonium)。精原細胞先通過有絲分裂變成2個一模一樣的daughter cell,一type A,一個叫type B。這一步是很多高中生物書並沒有涉及的,大多數的書本講述精子的發生從primary spermatocyte(初級精母細胞)開始。實際上,type A的這個細胞被認為和原來精原細胞是一樣的,這樣複製的意義在於為了保證生命生生不息;精子得先留一條後路啊,萬一這次生產精子失敗了,沒有多的精原細胞那豈不是斷子絕孫了?

接著這個type B spermatogonium就自然地成為了第一代的初級精母細胞(primary spermatocyte),之後他會經歷2次減數分裂,變成2個次級精母細胞(secondary spermatocyte)再繼續變成4個精細胞(spermatids)。這個過程,只要經歷了減數分裂,就會變成單倍體。(減數嘛,從雙倍減到到單倍體)

整個過程都發生在睾丸里的生精小管,精子的成長過程就像西天取經一樣,需要各路神仙的幫忙,其中最重要的來自兩種細胞:支持細胞(sertoli cell)和睾丸間質細胞(Leydig cell)。支持細胞的作用包括支持、營養供給生精細胞,還可以接受激素信息形成反饋調節,甚至形成一個血-生精小管屏障保護精子(沒有這個屏障的話,你的血會以為精子是壞人,精子會被免疫系統殺死的)。Leydig cell的功能主要是生成睾酮,促進精子發生,促進男性生殖器發育和維持第二性徵以及性慾等性功能。

生精小管的橫截面,腔內為蝌蚪樣成熟中的精子

最後一個變身歷程,就是從精細胞蛻變成精子。這個過程就好比精子準備出門了,他得化一下妝,所以他的高爾基體變成頭部頂體,中心體變成精子的尾巴,線粒體聚集起來,其他物質該濃縮的濃縮,該脫落的脫落,打扮成一個帥氣又能量滿滿的精子!

不要覺得圖片上的精子數量少!如今男性的生精能力處於下降的趨勢,隔幾年實驗室的正常精子數量值就會下降一點。

二、卵子的發生(oogenesis)

卵子的發生比精子要複雜一丟丟,她比精子多了一個叫極體的概念。

卵子的發生和女性的月經周期有關。從第1步開始講起吧,這時候卵原細胞經歷著和精原細胞差不多的事情,都在忙著自己的分化成熟,然後等她長大成初級卵母細胞(primary oocyte)的時候,她和周圍的「姐妹」卵泡細胞(follicular cell)形成一個原始卵泡(primary follicile)。第3步,是卵泡在發育,她在長什麼?她在體積增大以及長出一個著名的結構——透明帶。透明帶在卵泡細胞和初級卵母細胞之間。

箭頭所指為透明帶,往內是初級卵母細胞,往外是初級卵泡

接著,初級卵泡發育成次級卵泡,區別在於:次級卵泡體積更大,大到有卵泡腔,卵泡腔里包含一些分泌物質和營養成分(如透明質酸、雌激素、FSH和生長因子);透明帶和卵泡細胞會被擠到卵泡腔的一側(如上上圖第4步)。

這時候女性準備排卵了。排卵前的36-48h,初級卵母細胞完成第一次成熟分裂,形成一個較大的次級卵母細胞(secondary oocyte)和一個小小的第一極體(first polar body)。為了啪啪啪而計算的安全期目的是避開排卵期。排卵期(第5步)排出次級卵母細胞(secondary oocyte)。敲黑板!!!高中生要記住女性排卵的時候這個是次級卵母細胞哦,要遇到精子之後才能繼續減數分裂,形成卵子和第二極體!排卵之後,原本卵泡裡面的顆粒細胞分化形成黃體細胞。如果排出去的卵沒有受精,黃體發育2星期左右就會退化,稱為月經黃體,這個時候就來到了女性一個月有那麼幾天不太方便的時候。

細心的小夥伴就發現了,這裡卵原細胞怎麼沒複製一個分身就開始分裂了?哈哈,其實她也會複製,只不過是在出生前,在媽媽的肚子里就開始複製了。胎兒出生時兩側卵巢大約有70萬-200萬的原始卵泡,到了青春期大約剩下4萬個。在激素的作用下,卵泡分批生長發育並排卵,一個月排一個,可能來自左邊的卵巢,也可能來自右邊的。這也能解釋為什麼老年女性有絕經的現象,有一種可能就是已經沒有卵泡了唄。

三、精子與卵子的相遇之程

假設現在經過激烈的啪啪啪,一支精子軍隊已經衝進了女性陰道。接下來故事是怎樣的呢?這支軍隊要怎樣才能從陰道衝到子宮?

首先,數百萬的精子輸在起跑線,他們從陰道里流出來了,或者直接在陰道的酸性環境中,因為環境不適已經GG了。存活下來的精子們則繼續前進。

從陰道往前走,來到了女性的子宮頸。子宮頸本是一個大門緊閉的入口,但是女生一個月有那麼幾天,她是開放的,這個時候宮頸粘液也會稍稀薄,精子可以更容易地通過。

門一開,這群精子喊著「沖啊」的口號使勁往前沖,但是一部分的精子還是會被粘液粘住,留在子宮頸的後方,一些沖得在正中間的,可能因為女性子宮的收縮幫了一把,可以順利的繼續往前。但是子宮怎麼會對所有精子都這麼好呢?就連男性的免疫系統都能毫不留情的殺死自己的精子,女性這個連精子都沒見過的免疫系統就更不用說了。凡精子,格殺勿論。(沒錯,當年你媽想殺你來著)

經歷了這些戰爭還活著的精子,則繼續向輸卵管前進。輸卵管裡面是有纖毛的,精子這個時候必須掙脫纖毛的束縛,一步一步向上爬,才能遇見卵子!

終於,剩下的僅有的精子來到了卵子面前。這一步,才是所謂的「當年跑了第一才有了我自己」,不然你在前面跑第一試試看,全是炮灰。

精子的頂體開始發生化學反應,他們用這種方式來和卵子擁抱。精子的頂體上文已經說到是來自於高爾基體,那麼他的化學反應自然就是特定的溶酶過程。頂體反應最終導致精細胞質膜與卵細胞質膜的融合。這隻跑第一的精子衝過了卵子細胞膜終點線!

精子說:「嘿,經歷了千辛萬苦,風雨里只為遇見你。你是我的唯一。」

卵子馬上被感動,為了報答這隻精子,她啟動了透明帶反應,以回應:「你也是我的唯一。」這個時候卵子釋放各種化學物質,其他精子,嘿嘿嘿,本卵子已名花有主了!enmmm,如果真的有精子強行進入來怎麼辦,那就是多胞胎唄。

最後,已經進入卵細胞的精子,將自己的遺傳物質解壓,準備為卵子貢獻自己的一切。而卵子也在這個時候完成分裂,排除第二極體。最後的大結局,精子和卵子這2個帶著23條染色體的單倍體合體,重新變成雙倍體,生命的第一個細胞,從此誕生!

其實寫這個科普文,我是覺得慚愧的。我只能寫出硬邦邦的性知識,卻未能給性教育作出更大的貢獻。性的意識和興趣萌生,絕不會在高中課本要學的時候才有,早就在兒童玩耍,在上小學孩子把一些自己都不知道對不對的東西以訛傳訛的時候就已經誕生了對性的思考。早有新聞說,兒童被性侵了要做什麼教育?我自認為這篇硬邦邦的知識文章對兒童啟發性教育幫助不大(也就跟小孩問他是哪裡來的回答個充話費送的差不多),更不能提高性侵防範意識。但是我還是把這些知識點按照邏輯記錄下來,或者可以提高一個高中生的生物成績?或者可以讓未接觸性教育的青年成年補上一節課?或者把正確的知識傳承下去讓這一代記得,一定要及時教會孩子一些性知識?

不管初衷與結果是否達到,如果這篇文章能幫到一些人,就值了。


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