体积越小的动物精子越大？果蝇精子竟相当于身长20倍

人类一次射精可能排出数亿个精子，体积极小肉眼不可见。但有些生物的精子就很大，果蝇精子长约6厘米，相当于体长的20倍，是人类精子长度的1000倍。是什么造成了精子大小有如此巨大的差距？

斯德哥尔摩大学进化生物学博士后研究员Ariel Kahrl介绍，所有的精子功能都是与卵细胞受精并发育后代，而不同物种的受精模式以及雌性结构特征决定了雄性精子的大小。根据当前的研究结果，自然选择可以推动不同物种的精子体积发生变化。

Kahrl对3200个物种进行分析，发现如果繁殖过程中精子需要传播得更远或更广，精子就会向着更小的方向不断进化；雌性物种的生殖道越小，雄性的精子越大。

动物主要有两种有性生殖方式。一组是体内受精，包括哺乳动物、昆虫和鸟类，直接将精子注入雌性生殖道内；另一种是体外受精，比如鱼和海胆等水生动物，它们会将精子喷射到环境中寻求与卵子结合。无论哪一种模式，都要求精子经过重重考验争夺与卵子结合，但不同模式给与的压力决定了精子的进化方向。

体外受精的动物往往精子非常小。雄性会喷射一团精子进入水中，随着精子的扩散不断稀释，因此最好的进化策略是精子数越多越好，增大至少一个精子到达卵子的机会。动物制造精子所消耗的能量有限，不可能让精子变得更大。

体内受精则完全不同，Kahrl说，雌性的生殖道影响了精子相互竞争的方式。体内受精过程中，精子们在一个狭窄的空间内游走，因此繁殖不像在水中“寻宝”，而是山中之王的“争斗”。那么，体积更大的精子就能把其他精子挤开，与卵子结合。因此，这一类物种倾向于进化出更大的精子，数量不会太多。

例如果蝇，它的身体很小，但精子很大，相当于身体20倍长度的精子尾部只能像纱线一样包绕起来。

还有第三种生殖模式称为精子挑选，像是体内外受精两种模式的结合。河蚌就是这种模式，它将精子喷射到溪流中，精子顺流而下，直到被滤食中的雌性捕获。首先，这种模式下的精子存在水中的稀释效应，因此它的体积很小但数量非常多，与体外受精的模式类似；当精子进入雌性体内时，它又遵循了体内受精的竞争规律。其中，相对最大的精子可以与卵子结合。

人类是体内受精的动物，但精子很小，仅为千分之五厘米，属于体外受精的大小，大象的精子也与人类相近，相较而言，老鼠精子的长度却为124微米，相当于人类的2倍多。我们可以解释为体型较大的雌性动物有较长的生殖道，尽管是体内受精，但精子在生殖道的扩散反而遵循体外受精的规律，存在大量稀释的风险，因此这些动物的精子首先要保证数量，也就造成了它们的体积很小。

参考资料：

1. livescience

Why do some animals have sperm 20 times the length of their bodies?

https://www.livescience.com/what-affects-sperm-size.html