Wie Samenzellen schwimmen Der Otter-Trick

Lange glaubten Wissenschaftler, menschliche Spermien schlagen mit ihrer Geißel, um sich fortzubewegen. Ein Irrtum, wie sich nun zeigt. Die Samenzellen schwimmen wie Otter.
Die Forscher filmten die Spermien mit einer 3D-Hochgeschwindigkeitskamera

Die Forscher filmten die Spermien mit einer 3D-Hochgeschwindigkeitskamera

Foto: Crevis/ Panthermedia/ imago images

Meist schafft es nur einer von 39 Millionen: Um eine Eizelle zu befruchten, müssen menschliche Spermien schnell sein. Bisher glaubte man, die Samenzellen bewegen sich ähnlich wie Aale fort, indem sie ihren Schwanz - auch Geißel genannt - hin- und herbewegen. Nun fanden Forscher jedoch heraus, dass sich Spermien keineswegs vorwärts schlängeln, sie schrauben sich voran.

Im 17. Jahrhundert gelang es erstmals, menschliche Spermien unter dem Mikroskop zu untersuchen. Für den niederländischen Forscher Antoni van Leeuwenhoek sah es damals so aus, als würden die Samenzellen ihre Geißel in beide Richtungen bewegen, um vorwärts zu schwimmen. Seitdem hat sich an dieser Auffassung nichts geändert. Nun sind sich Forscher der University of Bristol jedoch sicher, dass van Leeuwenhoek einer optischen Täuschung aufgesessen ist, berichten sie im Fachblatt "Science Advances" .

Der Otter-Trick

Ein einfaches Mikroskop ermöglicht nur zweidimensionale Beobachtungen. Für einen Rundumblick filmte das Forschungsteam um den Mathematiker Hermes Gadelha die Spermien nun mit einer 3D-Hochgeschwindigkeitskamera, die 55.000 Bilder pro Sekunde aufnehmen kann. Dabei bemerkten sie, dass die Spermien ihren Schwanz nur in einer Richtung bewegen. Eigentlich müssten sie also im Kreis schwimmen.

Um das zu verhindern, nutzen die Spermien einen Trick: Während sie mit der Geißel schlagen, rotieren sie mit dem Kopf. Diese Art der Fortbewegung ist auch von Tieren bekannt. "Menschliche Spermien sind in der Lage sich beim Schwimmen zu rollen, ähnlich wie spielende Otter, die in Korkenzieher-Bewegungen vorwärts schwimmen", erklärt Gadelha. "Das schnelle und synchrone Drehen der Spermien sieht mit einem 2-D-Mikroskop von oben betrachtet aus wie eine gleichmäßige Bewegung der Geißel in beide Richtungen."

Die Forscher hoffen, dass ihre Forschungsergebnisse Fortschritte in der Reproduktionsmedizin ermöglichen werden. "Mehr als die Hälfte der Fälle von Unfruchtbarkeit geht auf männliche Faktoren zurück", so Gadelha. "Das Verständnis der Spermienfortbewegung ist von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung zukünftiger Diagnosewerkzeuge zur Identifizierung gesunder Spermien."

koe
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