Au microscope optique, on voit les spermatozoïdes avancer par un frétillement de leur flagelle. En fait, comme au cinéma, on ne voit qu’une partie de leurs mouvements: avec une caméra ultra rapide, on voit apparaître un tout autre modèle de propulsion, qui ressemble à la godille de nos embarcations.
Le sperme a été découvert pour la première fois en 1677 – mais il a fallu environ 200 ans avant que les scientifiques ne s’entendent sur notre modèle de reproduction.
. Les «préformationnistes» croyaient que chaque spermatozoïde contenait un minuscule humain miniaturisé : l’homoncule. Ils croyaient que l’ovule fournissait simplement un endroit pour que le sperme se développe.
D’un autre côté, les «épigénésistes» ont soutenu que les hommes et les femmes ont contribué à former un nouvel être, et les découvertes dans les années 1700 ont montré plus de preuves pour cette théorie. Bien que les scientifiques comprennent maintenant mieux le rôle des spermatozoïdes dans la reproduction, nos dernières recherches ont révélé que les spermatozoïdes ont en fait trompé les scientifiques pendant tout ce temps.
L’un des premiers microscopes a été développé au 17ème siècle par Antonie van Leeuwenhoek. Il a utilisé une goutte de verre fondu qu’il a soigneusement broyé et poli pour créer une lentille puissante. Certains d’entre eux pourraient agrandir un objet 270 fois.
Étonnamment, notre perception de la façon dont le sperme nage n’a pas changé depuis. Quiconque utilise un microscope moderne fait encore aujourd’hui la même observation: les spermatozoïdes nagent vers l’avant en agitant leur queue d’un côté à l’autre. Mais comme le montrent des recherches récentes, nous nous sommes en fait trompés sur la façon dont les spermatozoïdes nagent depuis 350 ans.
En utilisant une technologie de microscopie 3D de pointe, une équipe de chercheurs du Royaume-Uni et du Mexique a pu reconstruire mathématiquement le mouvement rapide de la queue du sperme en 3D. Non seulement la taille des spermatozoïdes les rend difficiles à étudier – sa queue ne mesure qu’un demi-cheveu – ils sont également rapides.
Le mouvement en forme de fouet de leur queue est capable de battre plus de 20 coups de nage en moins d’une seconde. Il fallait une caméra ultra-rapide capable d’enregistrer plus de 55000 images en une seconde, montée dans une platine à oscillation rapide pour déplacer l’échantillon de haut en bas à une vitesse incroyablement élevée – balayant efficacement la queue du sperme tout en nageant librement en 3D.
Le résultat a surpris. La queue du spermatozoïde est en fait bancale et ne remue que d’un côté. Alors que cela devrait signifier que le coup unilatéral du sperme le ferait nager en rond, les spermatozoïdes ont trouvé un moyen intelligent de s’adapter et de nager vers l’avant: ils roulent en nageant, un peu comme la loutre tire-bouchon dans l’eau. De cette manière, le coup unilatéral bancal s’équilibre à mesure que le sperme roule, ce qui lui permet d’avancer.
La rotation rapide et hautement synchronisée du sperme provoque une illusion vue de dessus avec des microscopes 2D – la queue semble avoir un mouvement d’un côté à l’autre. Cependant, cette découverte montre que les spermatozoïdes ont développé une technique de nage pour compenser leur déséquilibre. Ce faisant, ils ont aussi ingénieusement résolu un casse-tête mathématique: en créant une symétrie à partir de l’asymétrie.
Le corps du sperme tourne en même temps que la queue tourne dans le sens de la nage. Le sperme «perce» dans le fluide comme une toupie en tournant sur lui-même tandis que son axe incliné tourne autour du centre. Ceci est connu en physique comme la précession, tout comme la précession des équinoxes sur notre planète.