作者：天涯愛科學(xué)

日前，美國西北大學(xué)一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)在觀測(cè)卵細(xì)胞受精時(shí)，驚訝地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人類卵細(xì)胞接受精子的那一刻，這個(gè)卵細(xì)胞周圍真的會(huì)爆發(fā)出一陣耀眼的光芒，這個(gè)場(chǎng)景就像盛大的煙花焰火一樣，似乎在慶祝新生命的誕生。如果把卵細(xì)胞看做一個(gè)星球的話，這場(chǎng)盛大的煙火甚至比白堊紀(jì)小行星撞地球，毀滅所有恐龍的爆炸還強(qiáng)——這道閃光可以傳遍整個(gè)“星球”。

鋅煙火燃爆人類卵子/美國西北大學(xué)

研究顯示，卵細(xì)胞在發(fā)育過程中，會(huì)把數(shù)10億的鋅原子儲(chǔ)存在卵細(xì)胞表面的囊泡之中，占據(jù)了整個(gè)卵細(xì)胞鋅含量的90%。一旦接受了精子，這些囊泡會(huì)像爆炸一樣，瞬間把數(shù)10億的鋅原子噴發(fā)出去，伴隨而來的是一陣耀眼的光芒——愛情的火花原來不是虛頭巴腦詩中寫的，而是真實(shí)存在的。當(dāng)然了，這種光芒肉眼是看不到的，但借助X射線熒光顯微鏡和電子顯微鏡等強(qiáng)大的成像技術(shù)，研究人員能夠觀察到這種微觀世界里令人嘆為觀止的盛大生命煙火。

人類卵細(xì)胞受精時(shí)爆炸性的閃光/美國西北大學(xué)

目前還不清楚造成這種現(xiàn)象的機(jī)理是什么，不過從哲學(xué)上說，倒是符合任何事情都不會(huì)隨隨便便成功這個(gè)真理。要知道從射精到受精成功，精子的歷程說是千艱萬難也一點(diǎn)不為過。

就拿你來到這個(gè)世界來說吧，首先在進(jìn)入你媽媽身體的大約半茶匙精液里面，約有1~3億個(gè)你的“兄弟姐妹”。你們從一進(jìn)入就朝著唯一的目的地——卵細(xì)胞奮勇前進(jìn)。不要以為這個(gè)路程很短，按體積比例放大的話，精子和卵細(xì)胞的距離就和地球到月球之間的距離一樣遙遠(yuǎn)。雖然精子的數(shù)量有數(shù)億個(gè)，但是在這么遙遠(yuǎn)的距離面前，考驗(yàn)“你們”的不僅僅是意志，更需要充沛的精力。超過一半的“兄弟姐妹”連1/3的路程沒走完就倒下來了，根本就看不到你們那漂亮的“卵細(xì)胞”姐姐。

接下來，“你們”會(huì)遇到一個(gè)重大的挑戰(zhàn)——白血球，即白細(xì)胞。白細(xì)胞是人體與疾病斗爭(zhēng)的“衛(wèi)士”。當(dāng)病菌侵入人體體內(nèi)時(shí)，白細(xì)胞能將病菌包圍并且吞噬掉。浩浩蕩蕩的“你們”來到白細(xì)胞面前，應(yīng)激反應(yīng)下，它們的英勇斗志馬上就會(huì)被激發(fā)出來——就算你們拿著“通行證”都沒用——何況也沒有吧。幸運(yùn)的是，你們有一件很有力的武器——速度。精子游動(dòng)的速度是大約每分鐘2~3毫米，從體積來算，這種速度是相當(dāng)驚人的。而且，你們還有數(shù)量龐大的隊(duì)伍。有那么多兄弟部隊(duì)在掩護(hù)，只要有足夠運(yùn)氣，足夠快的速度，白細(xì)胞是沒辦法把你們一一攔截下來的。

歷經(jīng)漫長(zhǎng)的旅程和重重關(guān)卡，最終還會(huì)有數(shù)百個(gè)的精子會(huì)來到卵細(xì)胞姐姐面前，和當(dāng)初出發(fā)時(shí)龐大軍團(tuán)相比，這個(gè)數(shù)量就微不足道了，幸好存下來的都是精英中的精英。

不過就算這樣，想得到卵細(xì)胞姐姐的擁抱依然絕非易事。卵細(xì)胞外面是一層厚厚的透明帶，精子們想突破防線，就必須用自己頭頂?shù)囊环N獨(dú)特的酶來軟化、溶解透明帶。盡管可能會(huì)有數(shù)百個(gè)精子奮勇向前——畢竟能來到這里，誰都不甘心就此孤獨(dú)地死去——但是如果有一個(gè)足夠強(qiáng)大并且幸運(yùn)的精子率先進(jìn)到里面后，卵細(xì)胞馬上就會(huì)發(fā)生生物反應(yīng)，整個(gè)透明帶會(huì)立刻硬化，如同關(guān)上大門一般把其他所有的精子都擋在外面。

也就在此一刻，儲(chǔ)存在卵細(xì)胞表面的數(shù)10億鋅原子瞬間就會(huì)釋放出來，爆發(fā)一場(chǎng)盛大的煙花匯演，歷經(jīng)千辛萬苦，用一個(gè)獨(dú)特的儀式來慶祝新生命的開始是值得的。

這項(xiàng)研究最早是2014年在老鼠受精卵的研究中發(fā)現(xiàn)，2016年又在人類卵細(xì)胞受精中觀察到，后來還在獼猴和牛的受精卵中發(fā)現(xiàn)，最近則在非洲爪蟾的研究中發(fā)現(xiàn)，這意味著在兩棲類和哺乳類中，甚至在三億年前它們進(jìn)化路上分道揚(yáng)鑣的祖先體內(nèi)，就開始一次又一次，重復(fù)著這種生命誕生的驚天大爆炸。

鋅煙火爆發(fā)時(shí)的詳細(xì)情形/美國西北大學(xué)

所以你來到這個(gè)世上，實(shí)際開始于一場(chǎng)堪比巨大小行星撞地球的驚天大爆炸，是不是也太拉風(fēng)了一些？每個(gè)人，不管貧窮還是富裕，聰明還是愚笨，奴隸還是偉人，在生命的最初時(shí)刻，都曾一樣地“驚天動(dòng)地”。

只是研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，“鋅”煙花的大小和胚胎的受精質(zhì)量有很大關(guān)系，所以這場(chǎng)驚天大爆炸中唯一不同的，只是爆炸的效果強(qiáng)弱，但這不是卻你能左右的。那些打算孕育下一代的朋友們可能要注意了，從現(xiàn)在起，你們是不是應(yīng)該考慮在膳食中多吃一些含鋅的食品呢？

這項(xiàng)研究6月21日發(fā)表在《自然-化學(xué)》雜志上。

參考：

Nature Chemistry：Metal ion fluxes controlling amphibian fertilization

Nature Chemistry：Quantitative mapping of zinc fluxes in the mammalian egg reveals the origin of fertilization-induced zinc sparks