voordat de wetenschap in staat was om licht te werpen op de menselijke voortplanting, dachten de meeste mensen dat nieuw leven ontstond door spontane generatie van niet-levende materie. Dat veranderde een smidgen in het midden van de 17e eeuw, toen natuurfilosofen in staat waren (nauwelijks) de vrouwelijke eicel, of ei, met het blote oog te zien. Ze theoretiseerden dat al het leven werd voortgebracht op het moment van de goddelijke schepping; de ene persoon bestond in de andere in de eieren van een vrouw, zoals Russische nestelpoppen. Deze opvatting van reproductie, die voorvormingwordt genoemd, paste goed bij de heersende klasse. De Portugese ontwikkelingsbioloog en schrijfster Clara Pinto-Correia merkt in The Ovary of Eve (1997) op dat’ preformation zou kunnen functioneren als een ‘politiek correcte’ antidemocratische doctrine die impliciet Het dynastieke systeem legitimeert – en natuurlijk waren de leidende natuurfilosofen van de wetenschappelijke revolutie zeker geen dienaren.’

men zou kunnen denken dat, naarmate de wetenschap vorderde, het de Russian-doll theorie zou verpletteren door zijn lucide biologische lens. Maar dat is niet precies wat er gebeurde-in plaats daarvan, toen de microscoop eindelijk onderzoekers in staat stelde om niet alleen eieren maar sperma te zien, veranderde de voorvormingstheorie in een nieuwe, nog meer patriarchale politieke verwaandheid: nu, gehouden filosofen en sommige studenten van de voortplanting, het ei was slechts een passieve houder te wachten op krachtig sperma om de ontwikkeling te activeren. En sperma? Het hoofd van elk bevatte een klein voorgevormd mens – een homunculus, om precies te zijn. De Nederlandse wis-en natuurkundige Nicolaas Hartsoeker, uitvinder van de schroefvatmicroscoop, tekende zijn afbeelding van de homunculus toen in 1695 voor het eerst sperma zichtbaar werd. Hij zag niet echt een homunculus in het sperma hoofd, Hartsoeker toegegeven op het moment, maar hij overtuigde zichzelf dat het er was.

krachtige microscopen degradeerden uiteindelijk de homunculus naar de vuilnisbak van de geschiedenis-maar in sommige opzichten is er niet veel veranderd. Het belangrijkste is dat de erfenis van de homunculus voortleeft in de hardnekkige hardnekkige notie van het ei als een passieve deelnemer aan de bevruchting, in afwachting van het actieve sperma om door een hagelstorm van uitdagingen te zwemmen om het leven te bestendigen. Het is begrijpelijk – hoewel ongelukkig-dat een lekenpubliek deze onjuiste, seksistische paradigma ‘ s en metaforen zou kunnen aannemen. Maar biologen en artsen zijn ook schuldig.het was in het relatief recente jaar van 1991, lang nadat veel van de echte wetenschap in steen was gezet, dat de Amerikaanse antropoloog Emily Martin, nu aan de Universiteit van New York, beschreef wat zij noemde een ‘wetenschappelijk sprookje’ – een beeld van ei en sperma dat suggereert dat ‘vrouwelijke biologische processen minder waardig zijn dan hun mannelijke tegendelen’ en dat ‘vrouwen minder waardig zijn dan mannen’. De eierstok, bijvoorbeeld, wordt afgebeeld met een beperkte voorraad van starter eieren uitgeput over een leven, terwijl de testes wordt gezegd dat nieuwe sperma te produceren gedurende het leven. De productie van menselijke eieren wordt vaak omschreven als’ verspillend ‘ omdat, van 300.000 eierstartercellen die aanwezig zijn in de puberteit, slechts 400 volwassen eieren ooit zullen worden vrijgegeven; toch wordt dat bijvoeglijk naamwoord zelden gebruikt om iemands levenslange productie van meer dan 2 biljoen sperma te beschrijven. Of het nu in de populaire of wetenschappelijke pers is, de menselijke paring wordt vaak afgeschilderd als een gigantische marathon zwemmen evenement waarbij de snelste, fitste sperma wint de prijs van de bevruchting van het ei. Als dit verhaal slechts een bevooroordeelde holdover van ons seksistische verleden was – een aanstootgevende mannelijke fantasie gebaseerd op onjuiste wetenschap – zou dat al erg genoeg zijn, maar voortzetting van buy-in om bevooroordeelde informatie belemmert cruciale vruchtbaarheidsbehandelingen voor zowel mannen als vrouwen.

om te begrijpen hoe we hier gekomen zijn, kan een rondleiding door de geschiedenis helpen. Wetenschappelijk begrip van geslachtscellen en het proces van menselijke conceptie is een relatief recente ontwikkeling. Een ei, de grootste cel in een menselijk lichaam, is nauwelijks zichtbaar voor het blote oog, en ongeveer zo groot als de periode die deze zin beëindigt. Dus de kleinste menselijke lichaamscel, een sperma, is volkomen onzichtbaar voor het blote oog.sperma was onbekend voor de wetenschap tot 1677, toen de Nederlandse amateurwetenschapper Antonie van Leeuwenhoek voor het eerst menselijk sperma onder een microscoop observeerde. Rond dezelfde tijd werd bekend dat de menselijke eierstok eieren produceerde, hoewel het pas in 1827 was dat de Duitse bioloog Karl Ernst von Baer voor het eerst werkelijke waarnemingen van menselijke en andere zoogdiereieren rapporteerde.na van Leeuwenhoek ‘ s ontdekking van sperma, duurde het nog een eeuw voordat iemand zich realiseerde dat het nodig was om eitjes te bevruchten. Die openbaring kwam in de jaren 1760, toen de Italiaanse priester en natuurwetenschapper Lazzaro Spallanzani, experimenterend op mannelijke kikkers in nauwsluitende taffeta broek, aantoonde dat eieren zich niet tot kikkervisjes zouden ontwikkelen tenzij sperma in het omringende water werd geloosd. Bizar genoeg, totdat Spallanzani zijn bevindingen bekend maakte, werd – zelfs door Van Leeuwenhoek enkele jaren lang-algemeen gedacht dat sperma kleine parasieten waren die in menselijk sperma leefden. Pas in 1876 demonstreerde de Duitse zoöloog Oscar Hertwig de fusie van sperma en ei in zee-egels.uiteindelijk bleek uit krachtige microscopen dat een gemiddeld menselijk ejaculaat, met een volume van ongeveer een halve theelepel, ongeveer 250 miljoen sperma bevat. Maar een belangrijke vraag blijft onbeantwoord: ‘waarom zoveel?’In feite, studies tonen aan dat de zwangerschapspercentages de neiging om te dalen zodra een man ejaculaat bevat minder dan 100 miljoen sperma.het is duidelijk dat bijna de helft van het sperma in een gemiddeld menselijk ejaculaat nodig is voor een normale vruchtbaarheid. Een voorkeursverklaring hiervoor is sperma competitie, die voortvloeit uit dat macho-mannelijke notie van sperma racen om te bevruchten – vaak met de toegevoegde stelling dat er meer dan één mannetje bij betrokken zou kunnen zijn. Zoals in een loterij, hoe meer tickets je koopt, hoe waarschijnlijker je bent om te winnen. Natuurlijke selectie, zo denkt men, drijft het aantal zaadcellen omhoog in een soort wapenwedloop voor de bemestingsprijs.in het dierenrijk zijn er inderdaad tal van opvallende voorbeelden van sperma-competitie. Onze naaste verwanten, de chimpansees, leven in sociale eenheden met verschillende volwassen mannetjes die regelmatig promiscue paren; vrouwtjes worden op hun beurt gedekt door meerdere mannetjes. Tal van kenmerken, zoals opvallend grote testes, weerspiegelen een bijzonder hoog niveau van spermaproductie bij dergelijke zoogdiersoorten. Naast grote testikels hebben ze een snelle spermaproductie, een hoog aantal zaadcellen, grote tussenstukken van sperma (die talrijke energie-genererende mitochondriën bevatten voor de voortstuwing), met name musculaire spermageleidende kanalen, grote zaadblaasjes en prostaatklieren, en een hoog aantal witte bloedcellen (om seksueel overdraagbare pathogenen te neutraliseren). De blaasjes en de prostaatklier produceren samen zaadvloeistof, die kan coaguleren om een stop in de vagina te vormen, tijdelijk blokkeren van de toegang door andere mannen.

populaire opinie en zelfs veel wetenschappers bestendigen hetzelfde sperma scenario voor de mens, maar het bewijs wijst in een andere richting. In feite, ondanks verschillende lugubere beweringen van het tegendeel, is er geen overtuigend bewijs dat mannen biologisch zijn aangepast voor sperma competitie. Het verhaal van sperma overvloed in promiscuously parende chimpansees contrasteert met wat we zien bij verschillende andere primaten, waaronder mensen. Veel primaten leven in groepen met slechts één enkel fokdier, missen directe concurrentie en hebben vooral kleine testes. In alle relevante vergelijkingen, komen mensen naar voren als verwant aan primaten die in één-mannelijke groepen leven – met inbegrip van de typische nucleaire familie. Menselijke testes ter grootte van walnoten zijn slechts een derde van de grootte van chimpansee testes, die ongeveer even grote kippeneieren zijn. Bovendien, terwijl chimpansee ejaculaat bevat opmerkelijk weinig fysiek abnormaal sperma, menselijk sperma bevat een groot deel van duds. Kwaliteitscontroles op menselijk ejaculaat zijn schijnbaar ontspannen in de afwezigheid van directe sperma concurrentie.

Spermapassage lijkt meer op een uitdagende militaire hindernisbaan dan een standaard zwemrace

voor soorten die niet regelmatig worden blootgesteld aan directe sperma-competitie, de enige veelbelovende alternatieve verklaring voor hoge aantallen sperma is genetische variatie. In een paar zelden geciteerde artikelen gepubliceerd meer dan vier decennia geleden, de bioloog Jack Cohen aan de Universiteit van Birmingham in het Verenigd Koninkrijk merkte een associatie tussen sperma tellingen en de generatie van chromosoom kopieën tijdens de productie van sperma. Tijdens meiosis, het speciale type van celdeling dat geslachtscellen produceert, wisselen paren chromosomen stukken materiaal door over te gaan. Wat Cohen ontdekte is dat, bij alle soorten, het aantal zaadcellen stijgt in tandem met het aantal crossovers tijdens hun productie. Overstappen verhoogt de variatie, de essentiële grondstof voor natuurlijke selectie. Zie spermaproductie als een soort loterij waarin voldoende tickets (sperma) worden afgedrukt om de beschikbare nummers (verschillende genetische combinaties) te matchen.

andere bevindingen druisen ook in tegen het populaire scenario. Zo zwemmen de meeste zoogdiersperma ‘ s niet in feite de hele vrouwelijke darmkanaal op, maar worden ze passief of het grootste deel van de weg getransporteerd door bewegingen van de baarmoeder en de eileiders te pompen en af te wuiven. Verbazingwekkend genoeg is sperma van kleinere zoogdieren gemiddeld langer dan sperma van grotere zoogdieren – een muissperma is langer dan het sperma van een walvis. Maar zelfs als deze even groot waren, wordt zwemmen naar een ei meer een stuk naarmate een soort groter wordt. Inderdaad, het is mogelijk voor een muissperma om helemaal tot aan het ei te zwemmen – maar het is heel onmogelijk voor een nog kleiner sperma van een blauwe vinvis om 100 keer verder de vrouwelijke darm te zwemmen zonder hulp. Overtuigend bewijs heeft in plaats daarvan aangetoond dat menselijk sperma passief worden vervoerd over aanzienlijke afstanden tijdens het reizen door de baarmoeder en de eileiders. Tot zover de Olympische-stijl racing sperma!

van de 250 miljoen zaadcellen in het gemiddelde menselijke ejaculaat komen er slechts een paar honderd daadwerkelijk op de bevruchtingsplaats hoog in de eileider terecht. Sperma passage omhoog de vrouwelijke darmkanaal is meer als een extreem uitdagende militaire hindernisbaan dan een standaard sprint-stijl zwemmen race. Het aantal zaadcellen wordt geleidelijk kleiner naarmate ze in het vrouwelijke darmkanaal migreren, zodat minder dan één op een miljoen van het oorspronkelijke ejaculaat het ei zal omringen op het moment van bevruchting. Elk sperma met fysieke afwijkingen worden geleidelijk geëlimineerd langs de weg, maar overlevenden rond het ei zijn een willekeurige steekproef van intact sperma.

veel sperma komt niet eens in de baarmoederhals (cervix). Zure omstandigheden in de vagina zijn vijandig en sperma overleven er niet lang. Het passeren van de baarmoederhals, veel sperma dat de vagina ontsnappen verstrikt raken in slijm. Iedereen met fysieke misvormingen zit vast. Bovendien migreren honderdduizenden sperma naar zijkanalen, crypten genaamd, waar ze meerdere dagen kunnen worden opgeslagen. Relatief weinig zaadcellen reizen direct door de baarmoederholte, en aantallen worden verder verminderd tijdens binnenkomst in de eileider. Eenmaal in de eileider, sperma worden tijdelijk gebonden aan het binnenoppervlak, en slechts enkele worden vrijgegeven en toegestaan om het ei te benaderen.het idee dat het bevruchtende sperma een soort Olympisch kampioen is, verhult dat een ejaculaat te veel sperma kan bevatten. Als er te veel sperma om het ei heen is, ontstaat het gevaar van bevruchting met meer dan één (polyspermie) met catastrofale gevolgen. Polyspermie komt af en toe voor bij mensen, vooral wanneer vaders een zeer hoog aantal zaadcellen hebben. In het meest voorkomende resultaat waarbij twee zaadcellen een eicel bevruchten, bevatten cellen van het resulterende embryo 69 chromosomen in plaats van de gebruikelijke 46. Dit is altijd fataal, meestal resulterend in een miskraam. Hoewel sommige individuen overleven zo ver als de geboorte, ze altijd kort daarna vervallen. Omdat polyspermie meestal een fatale afloop heeft, heeft evolutie blijkbaar geleid tot een reeks obstakels in het vrouwelijke voortplantingskanaal die het aantal sperma dat een eicel mag omringen strikt beperken.

Polyspermie heeft praktische implicaties voor geassisteerde voortplanting in gevallen van verminderde vruchtbaarheid of onvruchtbaarheid. Zo is de oorspronkelijke standaardprocedure voor het inbrengen van sperma in de vagina voor kunstmatige inseminatie vervangen door directe injectie in de baarmoeder (intra-uteriene inseminatie, of IUI). Het direct introduceren van sperma in de baarmoeder omzeilt de vermindering van sperma aantallen die normaal in de baarmoederhals, waar slijm onkruid uit fysiek abnormaal sperma. Analyses van klinische gegevens hebben aangetoond dat het deponeren van 20 miljoen sperma in de baarmoeder (minder dan een tiende van het aantal in het gemiddelde ejaculaat) voldoende is om een routine zwangerschapspercentage te bereiken.

Het aantal zaadcellen wordt nog belangrijker als het gaat om in-vitrofertilisatie (IVF), waarbij een eicel direct wordt blootgesteld aan sperma in een glazen vat. Dit omzeilt elk van de natuurlijke filters tussen de vagina en het ei. In de vroege ontwikkeling van IVF was de algemene tendens om veel te veel sperma te gebruiken. Dit weerspiegelde het begrijpelijke doel om het succes van de bemesting te maximaliseren, maar het negeerde natuurlijke processen. Hoge sperma aantallen tussen 50.000 en 0,5 miljoen steeds gedrukt het succes percentage. Optimale bevruchtingspercentages werden bereikt met slechts 25.000 sperma rond een ei. Zowel IUI als IVF verhogen mogelijk het risico op polyspermie en de kans op een miskraam.menselijke bevruchting is een gigantische loterij met 250 miljoen loten: voor gezond sperma is het geluk van de loting de mogelijkheid van polyspermie werpt nieuw licht op de evolutie van het aantal zaadcellen. Discussies over sperma-competitie richten zich over het algemeen uitsluitend op het maximaliseren van het aantal zaadcellen, maar – zoals gebruikelijk is in de biologie – een soort trade-off is betrokken. Terwijl natuurlijke selectie kan leiden tot een verhoogde spermaproductie als mannen in directe concurrentie, het zal ook de voorkeur aan mechanismen in de vrouwelijke darmkanaal dat het aantal sperma beperkt rond het ei. Bij promiscuously parende primaten, zoals chimpansees, verhoogde ovidict lengte bij vrouwtjes offsets verhoogde spermaproductie door mannetjes. Dit beperkt vermoedelijk het aantal sperma dat het ei nadert. Het toont ook aan dat de rol van het vrouwtje in de bevruchting lang niet zo passief is als vaak wordt aangenomen.

het diepgewortelde idee dat ‘het beste sperma wint’ heeft verschillende suggesties opgeleverd dat er een soort selectie plaatsvindt, maar het is moeilijk voor te stellen hoe dit mogelijk zou kunnen gebeuren. Het DNA in een spermakop is strak gebonden en vrijwel kristallijn, dus hoe kunnen de eigenschappen van buitenaf worden gedetecteerd? Experimenten op muizen wijzen er bijvoorbeeld op dat er geen selectie is naargelang een sperma een mannelijk-determinerend Y-chromosoom of een vrouwelijk-determinerend X-chromosoom bevat. Het lijkt veel waarschijnlijker dat menselijke bevruchting een gigantische loterij is met 250 miljoen loten, waarbij – voor gezond sperma – succesvolle bevruchting in wezen het geluk van de loting is.

andere raadselachtige kenmerken van sperma wachten ook op uitleg. Het is al lang bekend, bijvoorbeeld, dat menselijk sperma bevat een groot deel van structureel abnormale sperma met duidelijke gebreken, zoals dubbele staarten of kleine koppen. De ‘kamikaze sperma’ hypothese stelde dat deze Blind sperma in feite dienen verschillende functies in de concurrentie, zoals het blokkeren of zelfs doden van sperma van andere mannen. Sindsdien is dit echter effectief in diskrediet gebracht.

de diepgewortelde notie dat menselijk sperma, eenmaal geëjaculeerd, een razende race om het ei te bereiken heeft volledig overschaduwd het echte verhaal van de voortplanting, met inbegrip van het bewijs dat veel sperma niet rennen naar het ei, maar in plaats daarvan worden opgeslagen voor vele dagen voordat verder te gaan. Het werd lang geaccepteerd als een vaststaand feit dat menselijk sperma overleven voor slechts twee dagen in de geslachtsorganen van een vrouw. Echter, vanaf het midden van de jaren 1970 op, steeds meer bewijs bleek dat menselijk sperma intact kan overleven voor ten minste vijf dagen. Een langere periode van sperma overleving is nu algemeen aanvaard, en het kan zo lang zijn als 10 dagen of meer.

andere mythen in overvloed. Er is veel geschreven over slijm geproduceerd door de menselijke baarmoederhals. In zogenaamde ‘natuurlijke’ methoden voor geboortebeperking is de consistentie van slijm dat uit de baarmoederhals uitstraalt als belangrijke indicator gebruikt. Dicht bij de ovulatie, cervicale slijm is dun en heeft een waterige, gladde textuur. Maar er is weinig bekend over het verband tussen slijm en de opslag van sperma in de baarmoederhals. Het is duidelijk vastgesteld dat sperma wordt opgeslagen in de crypten waaruit het slijm stroomt. Maar onze kennis van het betrokken proces is helaas beperkt tot één enkele studie die in 1980 werd gerapporteerd door de gynaecoloog Vaclav Insler en collega ‘ s van de Universiteit van Tel Aviv in Israël.

in dit onderzoek meldden 25 vrouwen zich dapper aan om kunstmatig geïnsemineerd te worden op de dag vóór de geplande chirurgische verwijdering van de baarmoeder (hysterectomie). Toen onderzochten Insler en zijn team microscopisch sperma opgeslagen in de crypten in seriële secties van de baarmoederhals. Binnen twee uur na de inseminatie koloniseerde het sperma de hele baarmoederhals. Crypt grootte was zeer variabel,en sperma werd voornamelijk opgeslagen in de grotere. Insler en collega ‘ s berekenden het aantal crypten met sperma en sperma dichtheid per crypt. Bij sommige vrouwen werden tot 200.000 sperma opgeslagen in de cervicale crypten.

Insler en collega ‘ s meldden ook dat tot de negende dag na de inseminatie daadwerkelijk levend sperma in baarmoederhalsslijm was aangetroffen. Samenvattend van de beschikbare gegevens, suggereerden zij dat na inseminatie de baarmoederhals dient als een sperma reservoir waaruit levensvatbare sperma geleidelijk worden vrijgegeven om hun weg naar boven de eileider. Deze dramatische bevinding is alom aangehaald, maar grotendeels genegeerd, en er is nooit een vervolgstudie geweest.

mutaties accumuleren vier keer sneller in sperma dan in eieren, dus sperma van oude mannen is risicoloos

in zijn boek conceptie in the Human Female (1980) – meer dan 1.000 pagina ‘ s lang – noemde Sir Robert Edwards, een winnaar van de Nobelprijs voor de ontwikkeling van IVF in 2010, cervicale crypten in één zin. Sindsdien hebben veel andere auteurs sperma opslag in die cervicale crypten even kort genoemd. Toch heeft de opslag van sperma, met geleidelijke afgifte, belangrijke implicaties voor de menselijke voortplanting. Cruciaal is dat de wijdverbreide notie van een beperkte ‘vruchtbare periode’ in de menstruatiecyclus afhangt van de lang aanvaarde wijsheid dat sperma slechts twee dagen na de inseminatie overleeft. De overleving van sperma, misschien wel gedurende 10 dagen of nog radicaler, ondermijnt de basis voor zogenaamde’ natuurlijke ‘ methoden van geboortebeperking door bevruchting te vermijden. Spermaopslag is ook direct relevant voor pogingen om onvruchtbaarheid te behandelen.

een andere gevaarlijke misvatting is de mythe dat mannen de volledige vruchtbaarheid behouden tot op hoge leeftijd, wat in schril contrast staat met het abrupte stoppen van de vruchtbaarheid bij vrouwen tijdens de menopauze. Overvloedig bewijs toont aan dat, bij mannen, sperma aantallen en kwaliteit dalen met toenemende leeftijd. Bovendien is onlangs gebleken dat mutaties zich ongeveer vier keer sneller ophopen in sperma dan in eieren, dus sperma van oude mannen is eigenlijk vol risico ‘ s.er is veel geschreven over het feit dat in geïndustrialiseerde samenlevingen de leeftijd bij de eerste geboorte bij vrouwen toeneemt, gepaard gaande met langzaam toenemende reproductieve problemen. Een voorgestelde oplossing is de zeer invasieve en zeer dure procedure van ‘vruchtbaarheidsbehoud’ waarbij eieren worden geoogst van jonge vrouwen voor gebruik later in het leven. De toenemende voortplantingsproblemen bij oudere mannen, met name de snellere accumulatie van spermamutaties, zijn echter grotendeels onvermeld gebleven. Een zeer effectieve en veel goedkopere en invasieve manier om de reproductieve problemen voor oudere paren te verminderen zou zeker zijn om sperma van jonge mannen op te slaan om later in het leven te worden gebruikt. Dit is slechts een van de voordelen van minder seksisme en meer betrouwbare kennis op het gebied van de menselijke voortplanting.tegenwoordig lijkt het verhaal van Hartsoekers homunculus verborgen in de mist van de tijd, alleen genoemd als een vermakelijke illustratie van blunders in de vroege verkenning van menselijke geslachtscellen. Maar zijn invloed, samen met de macho-mannelijke vooringenomenheid die het voortbracht, heeft in subtielere vorm geleefd onder de culturele stereotypen die de vragen over reproductieve biologie beïnvloeden.