než věda dokázala vrhnout světlo na lidskou reprodukci, většina lidí si myslela, že nový život vznikl spontánní generací z neživé hmoty. To se změnilo, trocha v polovině 17. století, kdy přírodní filozofové byli schopni (skoro) vidět ženské vajíčko, nebo vejce, s pouhým okem. Teoretizovali, že veškerý život byl ploden v okamžiku božského stvoření; jedna osoba existovala uvnitř druhé v ženských vejcích, jako ruské hnízdící panenky. Tento pohled na reprodukci, nazývaný preformace, dobře vyhovoval vládnoucí třídě. ‚Tím, že linie uvnitř sebe,‘ konstatuje, portugalské vývojový biolog a spisovatel Clara Pinto-Correia ve Vaječníku Eva (1997), ‚preformation by mohly fungovat jako „politicky korektní“ antidemokratické učení, nepřímo legitimizuje dynastické systému – a samozřejmě, vede přírodní filozofové Vědecké Revoluce rozhodně nebyla zaměstnanců.‘

Jeden by si mohl myslet, že, jak věda pokročila, bylo by to rozdrtit rusko-panenka teorie prostřednictvím svých lucid biologické objektivu. Ale to není přesně to, co se stalo – místo, když mikroskopem konečně umožnil vědcům vidět nejen vejce, ale spermie, preformation teorie proměnily v nový, ještě více patriarchální politické ješitnosti: nyní, držel filosofové a někteří studenti reprodukce, vejce byla jen pasivní nádoba čeká na vitální spermie dorazí vyvolat rozvoj. A spermie? Hlava každého z nich obsahovala malou předem vytvořenou lidskou bytost-homunculus, abych byl přesný. Nizozemský matematik a fyzik Nicolaas Hartsoeker, vynálezce šroubu barel mikroskop, vytáhl svou image homunkula, kdy spermie se stal viditelný pro první čas v roce 1695. Ve skutečnosti neviděl homunkula v hlavě spermatu, Hartsoeker v té době připustil, ale přesvědčil se, že tam je.

výkonnější mikroskopy nakonec odsunuly homunculus na popelnici historie – ale v některých ohledech se toho moc nezměnilo. Nejvíce pozoruhodně, dědictví homunkula přežije ve tvrdošíjně přetrvávající názor, vejce jako pasivní účastník v hnojení, čeká na aktivní spermie plavat přes krupobití výzvy k zachování života. Je pochopitelné-i když nešťastné -, že laická veřejnost by mohla přijmout tato Chybná, sexistická paradigmata a metafory. Vinni jsou ale i biologové a lékaři.

To bylo v relativně nedávné roku 1991, dlouho po mnoho skutečná věda byla nastavena v kameni, že Americká antropoložka Emily Martin, nyní na Univerzitě v New Yorku, popsal to, co ona nazývá ‚vědecké pohádka‘ – obrázek vajíčka a spermie, která naznačuje, že ženské biologické procesy jsou méně hodné než jejich mužské counter-díly „a že“ ženy jsou méně hodnotné než muži. Vaječník, například, je zobrazen s omezenou zásobou počátečních vajec vyčerpaných po celý život, zatímco varlata údajně produkují nové spermie po celý život. Lidská produkce vajec je běžně popisována jako nehospodárné, protože, od 300.000 vejce starter buněk přítomných v pubertě, pouze 400 zralých vajíček, kdy bude propuštěn, přesto, že adjektivum je zřídka používá k popisu muže, to celoživotní produkcí více než 2 biliony spermií. Ať už v populární nebo vědecký tisk, lidské páření je často zobrazen jako obrovský maratón plavání událost, ve které nejrychlejší, nejsilnější spermie vyhrává cenu hnojení vejce. Pokud tento příběh byl jen újmu přežitek z naší sexistické minulosti – ofenzivní mužská fantazie na základě nesprávné vědy – to by bylo dost špatné, ale pokračoval buy-in do neobjektivní informace brání zásadní plodnosti léčba pro muže a ženy.

Chcete-li pochopit, jak jsme se sem dostali, prohlídka historie může pomoci. Vědecké porozumění pohlavním buňkám a procesu lidského početí je poměrně nedávný vývoj. Vejce, největší buňka v lidském těle, je pouhým okem sotva viditelná a asi tak velká jako období končící touto větou. Takže nejmenší buňka lidského těla, spermie, je pro oko naprosto neviditelná.

spermie byly vědě neznámé až do roku 1677, kdy nizozemský amatérský vědec Antonie van Leeuwenhoek poprvé pozoroval lidské spermie pod mikroskopem. Přibližně ve stejnou dobu, to bylo si uvědomil, že lidský vaječník produkoval vejce, ačkoli to nebylo až 1827, že německý biolog Karl Ernst von Baer poprvé hlásil skutečné pozorování lidských a jiných savčích vajec.

po van Leeuwenhoekově objevu spermatu trvalo další století, než si někdo uvědomil, že je potřeba oplodnit vajíčka. Že zjevení přišla v roce 1760, když italský kněz a přírodní vědec Lazzaro Spallanzani, experimentování na mužské žáby na sobě přiléhavé taft kalhoty, prokázaly, že vejce by se neměla rozvíjet na pulce, pokud sperma bylo vrhnout do okolní vody. Bizarně, dokud Spallanzani neoznámil svá zjištění, to bylo široce myšlenka-dokonce van Leeuwenhoek po několik let – že spermie jsou malé parazity žijící v lidském spermatu. Teprve v roce 1876 německý zoolog Oscar Hertwig prokázal fúzi spermií a vajec v mořských ježcích.

nakonec výkonné mikroskopy odhalily, že průměrný lidský ejakulát s objemem asi půl lžičky obsahuje asi 250 milionů spermií. Klíčová otázka však zůstává nezodpovězena: „proč tolik?’Ve skutečnosti, studie ukazují, že těhotenství sazby tendenci klesat, jakmile mužský ejakulát obsahuje méně než 100 milionů spermií.

je tedy zřejmé, že téměř polovina spermií v průměrném lidském ejakulátu je potřebná pro normální plodnost. Oblíbeným vysvětlením je soutěž spermií, pramenící z toho macho-mužského pojetí závodů spermií na oplodnění-často s přidaným tvrzením, že by se mohlo jednat o více než jednoho muže. Stejně jako v loterii, čím více lístků si koupíte, tím pravděpodobněji vyhrajete. Přirozený výběr, myšlení jde, žene počet spermií do nebe v jakémsi závodě ve zbrojení za cenu oplodnění.

pozoruhodné příklady konkurence spermií skutečně oplývají v živočišné říši. Naši nejbližší příbuzní, šimpanzi, žijí v sociálních jednotkách obsahujících několik dospělých mužů, kteří se pravidelně účastní promiskuitního páření; ženy jsou zase pářeny více muži. Četné rysy, jako jsou nápadně velká varlata, odrážejí zvláště vysokou úroveň produkce spermií u takových druhů savců. Kromě velké varlata, mají rychlé produkci spermií, vysoký počet spermií, velké spermie midpieces (obsahující četné energie,-generování mitochondrií pro pohon), zejména svalové spermie-vedení potrubí, velké semenných váčků a prostaty, žlázy, a vysoký počet bílých krvinek (k neutralizaci sexuálně přenosných patogenů). Vezikuly a prostata společně produkují semennou tekutinu, která se může koagulovat a vytvořit zátku v pochvě, což dočasně blokuje přístup jiných mužů.

populární názor a dokonce i mnoho vědců zachovává stejný scénář spermií pro člověka, ale důkazy ukazují jiným směrem. Ve skutečnosti, i přes různé odporné tvrdí opak, neexistuje žádný přesvědčivý důkaz, že muži jsou biologicky přizpůsobené pro spermie soutěže. Příběh hojnosti spermií u promiskuitně pářených šimpanzů kontrastuje s tím, co vidíme u různých jiných primátů, včetně lidí. Mnoho primátů žije ve skupinách s jediným chovným samcem, chybí jim přímá konkurence a mají zejména malá varlata. Ve všech relevantních srovnáních, lidé se objevují jako podobní primátům žijícím v samčích skupinách-včetně typické jaderné rodiny. Lidská varlata velikosti vlašských ořechů jsou jen třetinou velikosti šimpanzových varlat, což jsou asi stejně velká vejce kuřat. Navíc, zatímco šimpanzí ejakulát obsahuje pozoruhodně málo fyzicky abnormálních spermií, lidské sperma obsahuje velkou část hadrů. Kontroly kvality lidského ejakulátu byly zdánlivě uvolněny při absenci přímé konkurence spermií.

průchod Spermií je více jako náročné armádní překážkovou dráhu, než standardní závod v plavání

Pro druhy, které nejsou pravidelně vystaveny přímému spermie konkurence, jediný perspektivní alternativní vysvětlení pro vysoký počet spermií se týká genetické variability. Za pár zřídka citovaných prací publikovaných před více než čtyřiceti lety, biologa Jacka Cohena na University of Birmingham ve velké BRITÁNII, poznamenal, že existuje spojení mezi spermií a vytváření kopií chromozomu při produkci spermií. Během meiózy, zvláštního typu buněčného dělení, které produkuje pohlavní buňky, si páry chromozomů vyměňují kousky materiálu křížením. Cohen zjistil, že napříč druhy se počet spermií zvyšuje v tandemu s počtem křížení během jejich produkce. Překročení zvyšuje variabilitu, základní surovinu pro přirozený výběr. Myslete na produkci spermií jako na druh loterie, ve které je vytištěno dost lístků (spermií), aby odpovídaly dostupným číslům (různé genetické kombinace).

Další zjištění létají tváří v tvář populárnímu scénáři. Například, většina savčích spermií není ve skutečnosti plavat nahoru na celé ženské traktu, ale jsou pasivně transportovány část nebo většinu cesty čerpáním a zaváněl pohyby dělohou a vejcovody. Překvapivě, spermie menších savců bývají v průměru delší než spermie větších savců-spermie myši jsou delší než spermie velryby. Ale i kdyby byly stejné velikosti, plavání až k vejci se stává více úsekem, čím větší druh dostane. Ve skutečnosti by mohlo být možné, aby spermie myši plavaly až k vajíčku-ale je zcela nemožné, aby ještě menší sperma modré velryby plavala 100krát dále do ženského traktu bez pomoci. Přesvědčivé důkazy místo toho odhalily, že lidské spermie jsou pasivně transportovány na značné vzdálenosti při cestování lůnem a vejcovody. Tolik k olympijskému závodnímu spermatu!

ve skutečnosti z 250 milionů spermií v průměrném lidském ejakulátu jen několik stovek skutečně skončí na místě oplodnění vysoko ve vejcovodu. Průchod spermií do ženského traktu je spíše jako extrémně náročná vojenská překážková dráha než standardní plavecký závod ve stylu sprintu. Počet spermií se postupně snižuje, když migrují do ženského traktu, takže méně než jeden z milionu z původního ejakulátu obklopí vajíčko v době oplodnění. Jakékoli spermie s fyzickými abnormalitami jsou postupně eliminovány, ale přeživší obklopující vajíčko jsou náhodným vzorkem neporušených spermií.

mnoho spermií se ani nedostane do krku dělohy (děložního čípku). Kyselé podmínky v pochvě jsou nepřátelské a spermie tam dlouho nepřežijí. Při průchodu děložním čípkem se mnoho spermií, které unikají z pochvy, uvězní v hlenu. Všichni s fyzickými deformacemi jsou uvězněni. Navíc stovky tisíc spermií migrují do postranních kanálů, nazývaných krypty, kde mohou být uloženy několik dní. Relativně málo spermií cestuje přímo do dutiny dělohy a počty se dále snižují během vstupu do vejcovodu. Jakmile jsou ve vejcovodu, spermie jsou dočasně vázány na vnitřní povrch a pouze některé jsou uvolněny a povoleny přiblížit se k vajíčku.

Tlačí představa, že hnojení spermií je nějaký Olympijský vítěz zastřela skutečnost, že ejakulát může obsahovat příliš mnoho spermie. Pokud spermie obklopují vajíčko v nadměrném počtu, vzniká nebezpečí oplodnění více než jedním (polyspermie) s katastrofickými výsledky. Polyspermie se občas vyskytuje u lidí, zvláště když otcové mají velmi vysoký počet spermií. V nejčastější výsledek, ve kterém dvě spermie oplodnit vajíčko, buňky výsledného embrya obsahují 69 chromozomů místo obvyklých 46. To je vždy fatální, obvykle vede k potratu. Ačkoli někteří jedinci přežijí až do narození, vždy vyprší krátce poté. Protože polyspermy má obvykle fatální, evoluce má zřejmě vedlo k sérii překážek v ženském reprodukčním traktu, které přísně omezit počet spermií dovoleno obklopují vajíčko.

Polyspermie má praktické důsledky pro asistovanou reprodukci v případech ohrožené fertility nebo neplodnosti. Například, původní standardní postup zavedení spermatu do pochvy na umělé oplodnění byl nahrazen přímým vstřikováním do dělohy (intrauterinní inseminace, nebo IUI). Přímo zavedení spermatu do dělohy obchází snížení spermií čísla, která se běžně vyskytuje v děložního čípku, kde hlenu plevele fyzicky abnormální spermie. Analýzy klinické údaje ukázaly, že uložení 20 milionů spermií v děloze (méně než 10 na číslo v průměru ejakulátu) je dost k dosažení rutinní těhotenství sazby.

počty spermií se stávají ještě důležitějšími, pokud jde o oplodnění in vitro (IVF), s přímou expozicí vajíčka spermiím ve skleněné nádobě. To obchází každý jeden z přírodních filtrů mezi vaginou a vejcem. V časném vývoji IVF byla obecnou tendencí používat příliš mnoho spermií. To odráželo pochopitelný cíl maximalizovat úspěšnost hnojení, ale ignorovalo přirozené procesy. Vysoký počet spermií mezi 50 000 a 0, 5 miliony stále více snižoval úspěšnost. Optimální míry oplodnění bylo dosaženo pouze s 25 000 spermiemi kolem vajíčka. IUI i IVF potenciálně zvyšují riziko polyspermie a pravděpodobnost potratu.

Lidské oplodnění je gigantická loterie s 250 milionů vstupenek: pro zdravé spermie, je to sázka do loterie,

možnost polyspermy vrhá nové světlo na vývoj spermií. Diskuse spermií soutěže obecně se zaměřují výhradně na maximalizaci počtu spermií, ale – jak je běžné v biologii – nějaký trade-off je zapojen. Zatímco přirozený výběr může vést ke zvýšené produkci spermií, pokud jsou muži v přímé konkurenci, bude také upřednostňovat mechanismy v ženském traktu, které omezují počet spermií kolem vajíčka. V promiskuitně páření primátů, například šimpanzů, zvýšená délka vejcovodu u ženy kompenzuje zvýšenou produkci spermií u mužů. To pravděpodobně omezuje počet spermií blížících se k vajíčku. Ukazuje také, že role ženy v oplodnění není v žádném případě tak pasivní, jak se často předpokládá.

zakořeněná představa, že ‚nejlepší spermie vyhrává vyvolalo různé návrhy, že nějaký výběr vyskytuje, ale je obtížné si představit, jak se tohle mohlo stát. DNA v hlavě spermií je pevně vázaná a prakticky krystalická, tak jak by mohly být její vlastnosti detekovány zvenčí? Experimenty na myších naznačují, například, že neexistuje výběr podle toho, zda spermie obsahuje chromozom Y určující muže nebo chromozom X určující ženu. Zdá se mnohem pravděpodobnější, že lidské oplodnění je gigantická loterie s 250 milionů vstupenek, v němž – pro zdravé spermie – úspěšné oplodnění je v podstatě štěstí.

další záhadné rysy spermií také čekají na vysvětlení. Již dlouho je například známo, že lidské sperma obsahuje velkou část strukturálně abnormálních spermií se zjevnými vadami, jako jsou dvojité ocasy nebo malé hlavy. Hypotéza „spermatu kamikaze“ navrhla, že tyto spermie ve skutečnosti slouží různým funkcím v soutěži, jako je blokování nebo dokonce zabíjení spermií od jiných mužů. To však bylo od té doby fakticky zdiskreditováno.

zakořeněná představa, že lidské spermie, jednou ejakuloval, zapojit se v zběsilý závod k dosažení vajíčko má zcela zastínil skutečný příběh reprodukce, včetně důkazů, že mnoho spermie nemají dash směrem vejce, ale jsou místo toho uloženy po mnoho dní, než budete pokračovat. To bylo dlouho přijímáno jako prokázaná skutečnost, že lidské spermie přežívají jen dva dny v ženském genitálním traktu. Od poloviny 1970ů však rostoucí důkazy odhalily, že lidské spermie mohou přežít neporušené po dobu nejméně pěti dnů. Prodloužené období přežití spermií je nyní široce přijímáno a může to být až 10 dní nebo více.

další mýty oplývají. Hodně bylo napsáno o hlenu produkovaném lidským děložním čípkem. V takzvaných „přirozených“ metodách antikoncepce byla jako klíčový ukazatel použita konzistence hlenu vylučujícího z děložního čípku. V blízkosti ovulace je cervikální hlen tenký a má vodnatou, kluzkou strukturu. Bylo však hlášeno vzácné málo, pokud jde o souvislost mezi hlenem a ukládáním spermií v děložním čípku. Bylo jasně zjištěno, že spermie jsou uloženy v kryptech, ze kterých proudí hlen. Ale naše znalosti procesu je bohužel omezena pouze na jeden obor hlásil v roce 1980 gynekolog Václav Insler a kolegy z Univerzity v Tel Avivu v Izraeli.

v této studii se 25 žen statečně dobrovolně přihlásilo k umělé inseminaci den před plánovaným chirurgickým odstraněním dělohy (hysterektomie). Poté Insler a jeho tým mikroskopicky zkoumali spermie uložené v kryptech v sériových částech děložního čípku. Během dvou hodin po inseminaci spermie kolonizovaly celou délku děložního čípku. Velikost krypty byla velmi variabilní a spermie byly uloženy hlavně ve větších. Insler a jeho kolegové vypočítali počet krypt obsahujících spermie a hustotu spermií na kryptu. U některých žen bylo v cervikálních kryptech uloženo až 200 000 spermií.

Insler a jeho kolegové také uvedli, že živé spermie byly skutečně nalezeny v cervikálním hlenu až devátý den po inseminaci. Shrnující dostupné důkazy, které navrhl, že po oplodnění čípku slouží jako rezervoár spermií, z nichž životaschopné spermie jsou postupně uvolňovány, aby se jejich cestu do vejcovodu. Toto dramatické zjištění bylo široce citováno, ale do značné míry ignorováno, a nikdy nedošlo k následné studii.

Mutace se hromadí čtyřikrát rychleji ve spermatu než v vajíčka, tak sperma ze starých mužů je riziko-ládin

V jeho Pojetí učebnice v Lidské Ženy (1980) – více než 1000 stránek v length – Sir Robert Edwards, příjemce v roce 2010 Nobelovu cenu za rozvoj IVF, zmínil krční krypty v jedné větě. Od té doby mnoho dalších autorů zmínilo skladování spermií v těchto krčních kryptech stejně stručně. Skladování spermií s postupným uvolňováním má však zásadní důsledky pro lidskou reprodukci. Zásadní je, že rozšířený pojem omezen ‚úrodné okna‘ v menstruačního cyklu závisí na dlouho-přijal moudrost, že spermie přežijí jen dva dny po oplodnění. Přežití spermií možná po dobu 10 dnů nebo radikálněji eroduje základ pro takzvané „přirozené“ metody antikoncepce prostřednictvím vyhýbání se početí. Skladování spermií je také přímo relevantní pro pokusy o léčbu neplodnosti.

další nebezpečnou mylnou představou je mýtus, že muži si zachovávají plnou plodnost do stáří, což ostře kontrastuje s náhlým zastavením plodnosti u žen v menopauze. Hojné důkazy ukazují, že u mužů klesá počet spermií a kvalita s rostoucím věkem. Navíc se nedávno ukázalo, že mutace se ve spermiích hromadí asi čtyřikrát rychleji než ve vejcích, takže sperma od starých mužů je ve skutečnosti rizikové.

bylo napsáno mnoho o tom, že v průmyslových společnostech roste věk při prvním narození u žen, doprovázený pomalu rostoucími reprodukčními problémy. Navrhované řešení je vysoce invazivní a velmi drahé postupu zachování plodnosti v jejichž vejce jsou sklizeny z mladých žen, pro použití později v životě. Rostoucí reprodukční problémy stárnoucích mužů, zejména rychlejší akumulace mutací spermií, však do značné míry neprošly. Jeden velmi účinný a mnohem méně nákladné a invazivní způsob, jak snížit reprodukční problémy, pro stárnoucí páry by jistě uložit vzorky spermatu od mladých mužů, které mají být použity později v životě. To je jen jedna z výhod, které lze získat z menšího sexismu a spolehlivějších znalostí v oblasti lidské reprodukce.

v dnešní době se příběh Hartsoekerova homunkula může zdát zahalený v mlze času, zmiňovaný pouze jako zábavná ilustrace chyb v raném zkoumání lidských pohlavních buněk. Ale jeho vliv, spolu s macho-muž bias, který stvořil, žije v jemnější podobě mezi kulturní stereotypy, které ovlivňují naše otázky o reprodukční biologii.