Wie Spermien es schaffen, diese ungünstigen Bedingungen zu überwinden, war bisher unklar. Deshalb haben Nosrati und seine Kollegen nun Samenzellen gezielt auf ihr Verhalten in der Nähe einer Oberfläche getestet. Dafür ließen sie menschliche Spermien in einem Flüssigkeitsfilm auf einer Glasscheibe schwimmen. Dieser Film bot den Spermien zwar genügend Platz, um sich in alle Richtungen zu bewegen, war aber dünn genug, um die typischen physikalischen Oberflächeneffekte wirken zu lassen. Mit Hilfe eines speziellen Fluoreszenzmikroskops beobachten die Forscher dann, wie sich die Spermien bewegten.
Ganz neuer Schwimmstil
Das überraschende Ergebnis: In der Nähe einer Oberfläche verhalten sich die Spermien ganz anders als in einem größeren Raum. Sie nutzen eine bisher unbekannte Schwimmtechnik: “In diesem Modus sind der Spermienkopf und die Geißel parallel zur Oberfläche ausgerichtet”, berichten die Forscher. Statt des üblichen spiraligen Schlages bewegt sich die Spermiengeißel dabei nur von einer Seite auf die andere – obwohl sie durchaus Platz für die rotierende Bewegung hätte. “Unsere Experimente sprechen dafür, dass die Spermien hier einen einzigartigen, von den anderen verschiedenen Bewegungsmechanismus zeigen”, so Nosrati und seine Kollegen. Und noch etwas beobachteten sie: Je zäher die Flüssigkeit ist, in der Spermien schwimmen, desto häufiger verfallen sie in diesen speziellen Schwimmstil.
Welche Vorteile dies hat zeigte sich, als die Forscher maßen, wie schnell die Samenzellen mit dieser Technik vorankommen: Zu ihrer Überraschung waren die Spermien damit sogar um 50 Prozent schneller als bei ihren üblichen Schwimmtechniken. Dies wird unter anderem deshalb möglich, weil dieses Gleitschwimmen das Hin- und Herpendeln des Spermienkopfes verringert und die Amplitude der Schwanzschläge teilweise erhöht. Nach Ansicht der Forscher haben die menschlichen Spermien diesen Schwimmstil daher eigens entwickelt, um in dem verwinkelten, engen System des weiblichen Genitaltrakts besser voranzukommen. “Der weibliche Eileiter enthält Bereiche mit einem relativ engen Lumen und labyrinthisch gefalteten Strukturen, in denen besonders zäher Schleim vorkommt”, so Nosrati und seine Kollegen. “Das Gleitschwimmen ermöglicht es den Spermien, diese beengten und schleimigen Regionen schneller zu passieren.”
