卵子,拥有你不曾想象的“择偶权”!研究解读:生理性喜欢,嗅觉、卵子都有话语权,卵子会筛选出免疫系统更多样、环境适应力更强的精子

生物谷
01-08 19:59 来自上海市

你是否曾经遇到过这样一个人?一见面就莫名感到心跳加速、目光无法移开,甚至闻到对方的气味都觉得安心——网上把这种感受叫作“生理性喜欢”。大部分人认为,那就是荷尔蒙在作怪!

但你知道吗?发射这些“上头信号”的可不仅仅是荷尔蒙,身体里一场精密而古老的进化程序正在默默运行。

气味与卵子都有话语权

在动物王国里,气味是寻找配偶的重要线索,人类也不例外。我们每个人的体味,都携带着一种名为主要组织相容性复合体(MHC,人类中称为HLA)的基因“签名”。这些基因不仅关乎我们的免疫系统健康,还悄悄影响着我们的婚配选择。

不久前,东芬兰大学的研究团队在《自然》的子刊《遗传》上发表了一项研究,发现女性往往对MHC基因与自己相似的男性体味情有独钟,然而她们的卵子却有自己的喜好,两者存在着“基因选择矛盾”。

具体来说,这项研究采用了全因子实验设计。研究者让10名女性在排卵期附近,匿名闻取男性的体味样本,并从“愉悦度”和“强度”两个维度打分。随后,同步测试了这些男性的精子在与女性卵泡液接触后的运动能力,并对所有人进行了基因测序,重点分析彼此间的HLA基因相似度。

通过统计分析,研究人员发现,女性普遍给HLA基因与自己更相似的男性体味打出更高分。也就是说,在气味吸引层面,我们似乎下意识倾向“像自己的人”。但在卵泡液的化学环境中,HLA基因差异更大的男性的精子,运动能力显著更强、活力更持久。这意味着,在生育的关键时刻,卵子更倾向于选择基因互补性更强的精子。

图注:体味的好感度(左侧)与强度(右侧)在所有男女配对中的分布

这一发现揭示了人类婚配选择中的一个微妙的设定。一方面,我们可能被与自己基因相似的个体所吸引,这种吸引力或许源于进化中的某种保护机制;另一方面,当涉及到实际的生育能力时,基因不相似的个体却展现出了更大的优势。(听着像脑子和卵子在打架)

科学家们推测,这种矛盾可能反映了自然界中的一种精妙平衡——确保后代的遗传多样性,从而提高其在多变环境中的生存能力。在婚配前阶段,气味等化学信号如同“快速筛选器”,帮助我们快速识别并吸引潜在的伴侣;而在婚配后阶段,精子与女性生殖道的相互作用则成为决定生育成功与否的“终极考验”。

卵子在择偶上的话语权超乎你的想象

除了MHC基因相似性之外,女性的卵子在择偶上也有着自己的偏好,而且还能施展一些特殊的影响力。最近一项由瑞典斯德哥尔摩大学的团队发表在《英国皇家学会学报B》上的研究,就为我们揭示了人类生育过程中一个惊人的秘密——卵子能够通过释放化学信号,悄悄地“挑选”出最适合自己的精子。

在本研究中,研究人员把目光聚焦在一种叫“卵泡液”的液体上。这种液体包裹着成熟的卵子,里面含有多种化学物质,其中就包括一种已知能吸引精子的“引诱剂”。为了测试不同女性的卵泡液是否对不同男性的精子有“偏好”,科学家们设计了一个巧妙的实验。他们收集了正在培育试管婴儿的夫妇的精子和卵泡液样本,然后让一位男性的精子同时面对他伴侣的卵泡液和另一位陌生女性的卵泡液。

结果非常有趣——精子并不是一视同仁地涌向所有卵泡液,而是明显更倾向于游向某一位特定女性的卵泡液!更重要的是,这种偏好不是固定的——换一个男性,他的精子可能就会被另一位女性的卵泡液吸引。换句话说,这是一种“组合效应”:特定的精子和特定的卵泡液之间存在某种化学上的“默契”。这种现象在两种不同的实验条件下都得到了验证,无论是让精子同时面对两种卵泡液,还是先后分别接触,结果都一致。

图注:择偶的微观机制

那么,这是不是意味着卵子在“背叛”伴侣,单纯更喜欢别人的精子呢?研究者专门检验了这一点。他们发现,精子并没有普遍性地更偏爱自己伴侣的卵泡液,也没有更偏爱陌生人的。也就是说,这种化学层面的“选择”似乎跟情侣之间的情感或社会层面的选择是两码事。它更像是身体在微观层面上,基于某种我们还不完全理解的生物学兼容性(比如基因匹配度)做出的独立判断。

这种机制被称为“隐秘的雌性选择”(cryptic female choice),在动物界其实并不罕见。比如一些鱼类或昆虫的雌性,可以在交配后通过生殖道环境来筛选精子。如今,这项研究首次为人类也存在类似的机制提供了强有力的证据。这意味着,从进化的角度看,我们的身体保留了一种在交配后继续优化后代质量的后备方案。

当然,研究也发现,这种精子-卵泡液之间的化学吸引力,并没有直接、显著地转化为更高的试管婴儿成功率、更好的胚胎质量或更高的活产率。研究人员认为,这很可能是因为在临床辅助生殖过程中,医生会将大量精子直接放置在卵子附近,人为地绕过了自然状态下精子需要长途跋涉、被化学信号引导的过程。因此,在真实的自然受孕环境中,这种化学选择的作用可能会更加重要。

输卵管也会作出筛选

实际上,不仅仅是卵子本身在筛选精子。精子要想成功地来到卵子面前,要经过层层考验。

男性每次射精都会释放出数亿个精子,其中大多数精子都会因为各种原因而淘汰出局。比如,阴道的酸性环境、宫颈黏液的阻挡,还有子宫内的免疫反应,都会让精子数量大幅减少。而一旦成为剩下的幸运儿,那么它们所进入的“赛道”——输卵管,则会对它们进行进一步的筛选和“指导”。

来自伊利诺伊大学香槟分校的研究团队发现,输卵管是一条非常挑剔的“赛道”。在这里,精子不仅要面对物理上的挑战,比如狭窄的管腔和黏稠的液体,还要应对化学和生物上的考验。输卵管内的环境会通过一系列复杂的机制,评估精子的运动能力、形态结构以及遗传质量。

有趣的是,输卵管还像是一个“训练营”,它会通过分泌各种物质来调节精子的状态,让它们变得更加“强壮”,并为受精做好充分准备。比如,输卵管上皮细胞会分泌一些特殊的蛋白质,这些蛋白质能够与精子表面的受体结合,从而激活精子的运动能力,让它们更好地完成受精任务。

在这场选秀大赛中,化学信号起着至关重要的作用。输卵管会释放出一种叫做化学引诱剂(chemoattractant)的物质,引导着精子向卵子所在的方向游动。科学家们发现,这种化学吸引物不仅能够吸引精子,还能够影响精子的运动轨迹和速度,让它们更加高效地到达目的地。

图注:输卵管选择精子的位点和机制

而且,这种化学信号并不是一成不变的。在女性的生殖周期中,输卵管会根据不同的阶段调整化学吸引物的种类和浓度,从而确保只有最优质的精子能够在关键时刻脱颖而出。这种精密的调控机制,让人不禁感叹大自然的神奇与智慧。

小结

由此可见,我们的身体,远比个人意识更懂得如何为下一代选择最佳起点!从精子进入的那一刻起,输卵管就会化身最严苛的“赛道总监”,通过物理关卡和糖生物学的“护照检查”,淘汰掉绝大部分候选者。幸存的精英进入“候客区”,等待最终的召唤。

此时,卵子这位“终极面试官”登场,她散发出的卵泡液并非普照众生,而是对不同的精子发出强度不同的邀请。而这背后就关乎基因筛选,尤其围绕关乎免疫的MHC基因。

如此看来,生命的结合,还真是一场从宏观到微观、从意识到生化、层层筛选的奇迹呐!

参考文献:

1、Jokiniemi, A., Turunen, T., Kohonen, M. et al. Female-mediated selective sperm activation may remodel major histocompatibility complex-based mate choice decisions in humans. Heredity 134, 321–330 (2025). https://doi.org/10.1038/s41437-025-00759-9

2、Fitzpatrick JL, Willis C, Devigili A, Young A, Carroll M, Hunter HR, Brison DR. 2020 Chemical signals from eggs facilitate cryptic female choice in humans. Proc. R. Soc. B 287: 20200805. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2020.0805

3、Soto-Heras, S., Sakkas, D., & Miller, D. (2023). Sperm selection by the oviduct: perspectives for male fertility and assisted reproductive technologies. Biology of Reproduction, 108, 538 - 552. https://doi.org/10.1093/biolre/ioac224.

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