精⼦可以通过摆动尾巴的⽅式——调节鞭⽑波形来调节能量消耗，以适应不同的流体环境，从⽽优化其在⽣殖道内的运动。相关研究11⽉1⽇发表于《细胞报告物理科学》。
“这⼀⽅法使我们能够研究黏度和剪切速率的变化如何影响单细胞⽔平上的精⼦⾏为，这是使⽤传统⽅法⽆法做到的。”论⽂通讯作者、澳⼤利亚莫纳什⼤学的Reza Nosrati说。
⽣殖道内的⽣化和⽣物物理信号能过滤低质量精⼦和引导⾼质量精⼦⾛向卵⼦。例如，性⽣活中，输卵管内黏液分泌增多，并刺激输卵管内液体向⼦宫运动。这种流动能防⽌病原体侵⼊⽣殖道，同时通过⼀种被称为流变性的现象，选择能够逆流⽽上的精⼦。
但⽬前在单细胞⽔平上，流体流动和黏度等因素如何相互作⽤影响精⼦鞭⽑游动⾏为仍不清楚。在这项研究中，Nosrati和团队为精⼦设计了⼀个“测试场所”，以观察它们在⽣理相关条件下的⾏为。
该装置利⽤微流体检测精⼦鞭⽑的波形和能量如何响应液体环境流量和黏度的变化。通过将公⽜精⼦束缚在⼀个微通道中，研究⼈员将同⼀个精⼦暴露在不同的黏度和剪切速率下（剪切速率指的是⼀层液体通过相邻层时的速度变化率），利⽤⾼分辨率⾼速显微镜，以每秒200帧的速度量化了鞭⽑的动态。
研究结果表明，精⼦鞭⽑波形主要受黏度⽽⾮剪切速率的影响，协同作⽤促进了能量⾼效的游动。在黏度较低的环境中，精⼦的运动和能耗受流体流动的影响较⼩。⽽在⾼黏度介质中，在75毫秒⾥剪切速率从0增加到6/秒，鞭⽑曲率减少了20%，在3/秒时，鞭⽑游动频率最⾼，这有利于精⼦的趋流性。
研究⼈员表示，这⼀现象表明，在这些特定条件下，能量产⽣的潜在增加和鞭⽑游动⾏为的变化可能会促进趋流性，并促进精⼦从圆周运动到摆动运动的转变。研究结果表明，精⼦能调整其能量和状态以适应周围的流体动⼒学，从⽽能够在液体中有效地游动。
⽬前，研究⼈员正在完善其成像技术和实验平台，以进⾏后续研究，即在类似的条件下检查⾃由游动的精⼦。“更好地理解这些媒介对精⼦选择和受精的影响也是⾄关重要的。”Nosrati说，“我们计划进⾏⼀项动物研究，以评估这些特性如何影响辅助⽣殖中的受精和胚胎发育，从⽽完善相关治疗策略。”