珊瑚精子需要特定的 pH 值才能移动

如果精子不会游泳，生命就无法继续。一项新研究表明，当进化遇到一种有效的使精子移动的策略时，它坚持了下来。

根据宾夕法尼亚大学艺术与科学学院的一个团队的研究，珊瑚、海胆甚至人类都共享一条控制精子活力的分子通路。该机制由 pH 传感器调节，该传感器在精子开始游泳时发出信号。这项工作为首凯尔西施佩尔，在实验室的博士后研究员凯蒂Barott在生物系，出现在该杂志的美国国家科学院的论文集。

气候变化不仅使海洋变得更加温暖而且更加酸化，而沉积等局部干扰可能会威胁到这一过程。

“当我们开始这个项目时，据我们所知，没有人研究过控制珊瑚精子活力的机制，”该研究的第一作者斯佩尔说。“我们对海洋中这一过程的驱动因素非常感兴趣，因为这是它们生命周期中非常脆弱的一部分。”

“物种之间精子的多样性如此之多，因此发现这条通路既保守又令人惊讶，”该论文的资深作者 Barott 补充道。“我认为这项工作凸显了规范这一功能的重要性。动物依赖于这些途径的运作以产生下一代。如果精子不起作用，那就是结束。”

精子往往是挑剔和脆弱的，对环境高度敏感。太热了?男性不产生精子。太酸了?精子不会游泳。珊瑚精子的胜算特别大。雌雄同体的生物每年只在新月出现的几个晚上繁殖。它们将卵子和精子释放到开阔的海洋中，精子必须在那里游过水柱，希望能有一场富有成效的比赛。

与鲜为人知的珊瑚精子相反，海胆可作为研究精子的模式生物。但是，尽管它们的外观，海胆与人类的关系比与珊瑚的关系要密切得多，而且负责使它们的精子运动的信号级联也与脊椎动物的高度相似。因此，宾夕法尼亚大学的团队很想知道珊瑚精子活力的调节是如何比较的。

他们从珊瑚可能具有类似机制的线索开始。

“我们的实验室研究了一种非常古老的 pH 感应酶，它存在于珊瑚中，”斯佩尔说。“它存在于人类精子和海胆精子中，我们想知道，'嘿，它也存在于珊瑚精子中。它可以控制什么?'”

为了找到答案，研究人员一直等到夏威夷卡内奥赫湾的某个新月之夜，才将珊瑚蒙蒂波拉释放的卵精子束收集起来。他们迅速采取行动，将精子带回实验室，将它们保存在无钠海水中。“它的作用是阻止所有这些信号通路运行，因此它们被冻结在不动的状态，”巴洛特说。“然后你可以添加一种化学物质来人为地提高它们的 pH 值，精子就会立即开始游动。”

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