Grafik - Spermien auf dem Weg zur Eizelle
Bildrechte: imago/Panthermedia

Biologie So kommen Spermien um die Ecke

Wie schwimmen Spermien um die Ecke? Haben Sie sich vielleicht noch nie gefragt. Ist aber keineswegs trivial, vor allem für die Familienplanung. Forscher haben jetzt herausgefunden: Spermien erzeugen durch ihr Schwänzchen eine Form, die sie gut um die Kurve schwimmen lässt. Die Erkenntnisse können bei Kinderwunsch und Nichtwunsch helfen.

Grafik - Spermien auf dem Weg zur Eizelle
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Das Leben beginnt mit knallhartem Wettkampf. Schon in der ersten Phase unserer Existenz muss sich ein Teil von uns als Sieger behaupten. Wer schafft es zuerst zur Eizelle? Eine wirklich lebensentscheidende Frage. Noch immer tappt die Wissenschaft im Dunkeln, welche Faktoren über Sieg und Niederlage entscheiden. Doch der Schleier hebt sich.

Spermien lieben Wände

Nur eins (manchmal auch zwei, drei, vier …) von einer Millionen Spermien kann den Wettkampf zwischen Ejakulation und Befruchtung der Eizelle gewinnen. Ein Hindernislauf, bei dem gute Kondition Voraussetzung ist – zum Beispiel, wie es Spermien schaffen, in engen Durchgängen um die Ecke zu wandern und nicht steckenzubleiben. Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich in Nordrhein-Westfalen haben jetzt mithilfe eines Supercomputers simuliert, wie das funktioniert. Vorausgegangen war die Beobachtung, dass Spermien sich irgendwie von Wänden angezogen fühlen.

Ein computeranimiertes Spermium an einer Wand, Perspektive schräg von vorn 1 min
Bildrechte: Sebastian Rode et al, New J. Phys. (2019), DOI: 10.1088/1367-2630/aaf544 (CC BY 3.0)

Do 28.02.2019 14:12Uhr 00:39 min

https://www.mdr.de/wissen/spermium-schwimmt-in-schraeglage100.html

Rechte: Sebastian Rode et al, New J. Phys. (2019), DOI: 10.1088/1367-2630/aaf544 (CC BY 3.0)

Video
2D-Grafik, die die Kegelform des Geiselausschlags eines Spermiums zeigt und dadurch dessen Schwimmrichtung.
Weil der Schwanz weiter als Kopfbreite ausschlägt, schwimmt das Spermium schräg gegen die Wand. Bildrechte: Forschungszentrum Jülich

Neben einem wenige Mikrometer großen Kopf haben die Samenzellen auch einen rund fünfzig Mikrometer langen Schwanz – die Geißel, ein kleiner Antriebsmotor, der hin und her schlängelt. Die Ausschläge der Geisel sind breiter als der Kopf – über einen längeren Zeitraum betrachtet entsteht so eine Kegelform. "Aus dieser Form ergibt sich nun schon rein geometrisch, dass die Längsachse des Spermiums leicht schräg gegen die Wand gerichtet ist. Bei der Vorwärtsbewegung drückt sich die Zelle folglich immer leicht gegen die Wand, sodass sie immer in Wandnähe bleibt", erklärt Jens Elgeti, einer der Wissenschaftler aus Jülich. Durch diese Schräglage können Spermien auch Krümmungen folgen. Ganz ähnlich, wie ein Staubsaugerroboter, der sich an der Wand entlangtastet.

Erkenntnisse für künstliche Befruchtung und Verhütung

Die sportlichen Fertigkeiten der Spermien zu beobachten hat einen ernsten Hintergrund: Es sei jetzt denkbar, einen Hindernislauf für Spermien zu konstruieren und damit die Spermien herauszufiltern, die einen besonders günstigen Wellenschlag der Geisel haben. Dadurch könnte man die Erfolgschancen bei einer künstlichen Befruchtung erhöhen.

Die Forscher gehen aber noch weiter: Mit einer Pille für den Mann könnte der Geiselschlag der Spermien so verändert werden, dass die Vorraussetzungen für das Erreichen der Eizelle nicht mehr gegeben sind.

Dieses Thema im Programm: MDR AKTUELL RADIO | 16. Januar 2018 | 05:21 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 28. Februar 2019, 15:50 Uhr