حيوان منوي

التاريخ

إضافةً إلى ذلك، لُوحظ وجود الحيوانات المنوية للمرة الأولى في سنة 1677 بواسطة أنطوني فان ليفينهوك باستخدام المجهر، وكان قد وصفها بأنها حييويناتٌ (حيواناتٌ صغيرة)، وربما يُرجع ذلك إلى اعتقاده بالتكون المسبق للكائنات، والذي يتحدث أنَّ كل حيوانٍ منويٍ يحتوي على إنسانٍ مُكتمل التكوين ولكنه صغير.

التحليل الشرعي

وفي السياق ذاته، تُستعمل الأشعة فوق البنفسجية للكشف عن "السوائل المقذوفة"، وذلك بغض النظر عن بنية السطح أو لونِه. أما رؤوس الحيوانات المنوية، مثلًا في المسحات المهبلية، يُكشف عنها عن طريق الفحص المجهري باستخدام طريقة صبغة شجرة عيد الميلاد ، والتي تُسمى كذلك صبغة كيرنشتروت بيكروينديجوكارمين (اختصارًا ).

الوظيفة

علاوةً على ذلك، تتمثل الوظيفة الرئيسية للحيوانات المنوية في الوصول إلى البويضة والاندماج معها، وذلك لتوصيل بنيتين خلويتين فرعيتين: الأولى هي النواة الأولية الذكرية التي تحتوي على المادة الوراثية، والثانية هي المريكزات، وهي هياكلٌ تُساعد على تنظيم الهيكل الخلوي للأنيبيبات الدقيقة.

في النباتات

وفي هذا الصدد، تنتج بعض الطحالب والفطريات خلايا منوية غير متحركة تُسمى سبرماتيا (مئبريات). وفي النباتات العليا وبعض الطحالب والفطريات، يتضمن الإخصاب هجرة النواة المنوية عبر أنبوب إخصاب (مثل أنبوب اللقاح في النباتات العليا) للوصول إلى خلية البويضة.

من جانب آخر، تنتج النباتات المشيجية في الحزازيات والسرخسيات وبعض عاريات البذور خلايا منوية متحركة، على عكس حبوب اللقاح المستعملة في أغلب عاريات البذور وجميع مغطاة البذور (النباتات الكاسية). وهذا يجعل التكاثر الجنسي في غياب الماء مستحيلاً، كون الماء وسطاً ضرورياً لالتقاء الحيوان المنوي بالبويضة. وغالباً ما تكون الخلايا المنوية في الطحالب والنباتات الدنيا متعددة الأساطير (الأصوات)، مما يجعلها مختلفة شكلياً عن الحيوانات المنوية لدى الحيوان.

في هذا الإطار، تُنتج الخلايا المنوية في النباتات الطحلبية والكثير من النباتات المشيجية (الجامتوفيتات) داخل المناطف (الأنتيريدات) عبر الانقسام المتساوي (الميتوزي). أما في النباتات الزهرية، فتُنتج النواة المنوية داخل حبوب اللقاح.

الحجم

من جهة ثانية، يرتبط حجم الحيوانات المنوية بكفاءتها، وذلك على الأقل في بعض الحيوانات. مثلًا، يصل طول الحيوانات المنوية في بعض أنواع ذبابة الفاكهة إلى 5.8 سم، أي قرابة 20 ضعف طول الذبابة نفسها. تُعد خلايا الحيوانات المنوية الأطول أفضل من نظيراتها الأقصر في إبعاد المنافسين عن المستلم المنوي الأنثوي. يُعود هذا على الإناث بالفائدة، حيث أنَّ الذكور الأصحاء فقط هم من يحملون الجينات «الجيدة» التي يُمكنها إنتاج حيواناتٍ منويةٍ طويلة بكمياتٍ كافيةٍ للتغلب على منافسيها.

حيوانات منوية متحركة

وفي السياق ذاته، تتحرك الحيوانات المنوية المُتحركة عادةً عبر الأسواط، ولكنها تحتاج لوسطٍ مائي لتسبح فيه نحو البويضة لإخصابها. تُستمد أغلب الطاقة اللازمة لحركة الحيوانات المنوية في البشر والحيوانات من أيض الفركتوز الموجود في السائل المنوي. يحدث هذا في الميتوكوندريا الموجودة في الجزء الأوسط من الحيوانات المنوية (عند قاعدة رأس الحيوان المنوي). لا تستطيع هذه الخلايا السباحة للخلف بسبب طبيعة دفعها. يُشار إلى خلايا الحيوانات المنوية وحيدة السوط في الحيوانات باسم الحيوانات المنوية المتحركة ، وتختلف في الحجم.

علاوةً على ذلك، تتحرك خلايا الحيوانات المنوية في الديدان الأسطوانية عبر الحركة الأميبية، حيث تزحف باتجاه خلية البويضة بدلًا من السباحة نحوها.

إضافةً إلى ذلك، تُنتج الحيوانات المنوية المتحركة كذلك في الكثير من الطلائعيات والنابتات العرسية من الطحلبيات والسراخس وبعض عاريات البذور مثل النخل السرخسي والجنكة. تُعد خلايا الحيوانات المنوية الخلايا الوحيدة التي تمتلك أسواطًا في دورة حياة هذه النباتات. تكون هذه الخلايا متعددة الأسواط في الكثير من السراخس والنباتات الذئبية والنخل السرخسي والجنكة.

التشريح

إضافةً إلى ذلك، الذيل: يُطلق عليه كذلك اسم السوط، وهو أطول جزءٍ ويتحرك بشكلٍ يُشبه الموجة، حيث تدفعه للسباحة وتساعده في اختراق البويضة. كان يُعتقد سابقًا أن الذيل يتحرك بشكلٍ متماثلٍ للشكل الحلزوني.

وفي هذا الصدد، يحتوي العُنق أو القطعة الواصلة على مريكزٍ واحدٍ نمطي وآخرٍ غيرُ نمطي مثل . يحتوي الجُزء الأوسط على لبٍ خيطيٍ مركزيٍ فيه الكثير من الميتوكوندريا المُلتفة حوله، ويُستعمل لإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) للمسار عبر عنق الرحم والرحم وقناة الرحم في الإناث.

من جهة ثانية، الرأس: يحتوي على نواةٍ مع أليافٍ كروماتينية ملفوفةٌ بكثافةٍ، ويُحاط من الأمام بجرابٍ رفيعٍ مسطحٍ يسمى الجسيم القمي، والذي يحتوي على إنزيماتٍ تُستعمل لاختراق بويضة الأنثى. كما يحتوي كذلك على فجواتٍ.

علاوةً على ذلك، أثناء الإخصاب، يُوفر الحيوان المنوي ثلاثة أجزاءٍ أساسيةٍ للخلية البويضية، وهي: أولًا، عامل الإشارة أو التنشيط، مما يؤدي إلى تنشيط البويضة الساكنة أيضيًا. ثانيًا، المجموع المورثي (الجينوم) الأبوي أُحادي الصيغة الصبغية (أو الكروموسومية). ثالثًا، المريكز، وهو المسؤول عن تكوين الجسيم المركزي ونظام الأنيبيبات الدقيقة.

يتكون الحيوان المنوي في الثدييات من جزأين:

حيوانات منوية غير متحركة

من جانب آخر، قد يُخلط بين الأبواغ الذكرية الفطرية مع الغبيرات، وهي أبواغٌ تنبتُ بشكلٍ مستقل عن الإخصاب، في حين أنَّ الأبواغ الذكرية هي جاميتاتٌ مطلوبةٌ للإخصاب. تتطابق الأبواغ الذكرية في بعض الفطريات، مثل العصيباء المبوغة السميكة، مع الغبيرات، حيث يمكنها أداء وظيفتي الإخصاب وكذلك إنتاج كائناتٍ حيةٍ جديدة بدون إخصاب.

إضافةً إلى ذلك، نظرًا لأنَّ الأبواغ الذكرية لا تستطيع السباحة، فإنها تُعتمد على بيئتها لنقلها نحو خلية البويضة. تُنتج بعض الطحالب الحمراء، مثل الطحالب الحمر، حيواناتٍ منويةٍ غيرُ متحركةٍ تنتشر عبر التيارات المائية بعد إطلاقها. تكون الأبواغ الذكرية في الشقرانيات مغطاةً بمادةٍ لزجةٍ، حيث تُنتج في هياكل تُشبه القارورة تحتوي على رحيق، والتي تجذب الذباب الذي ينقل الأبواغ الذكرية إلى خيوطٍ فطريةٍ قريبة للإخصاب، ويكون هذا في آليةٍ مشابهةٍ لتلقيح الحشرات في النباتات المزهرة.

من جانب آخر، تُسمى الحيوانات المنوية غير المتحركة بالأبواغ الذكرية ، وهي لا تمتلكُ أسواطًا، وبالتالي غير قادرةٍ على السباحة. تُنتج هذه الحيوانات المنوية في المعرس.

أسواق الحيوانات المنوية البشرية

ومن جهة أخرى، يُمكن استخراج الحيوانات المنوية عبر القذف، وأيضًا باستعمال تقنية استخراج الحيوانات المنوية الخصوي (اختصارًا ).

علاوةً على ذلك، تمتلك الدنمارك نظامًا متطورًا لتصدير الحيوانات المنوية البشرية على مستوى الأسواق العالمية، ويأتي هذا النجاح أساسًا من سُمعة المتبرعين الدنماركيين بالحيوانات المنوية؛ وذلك كونَّ هذه الحيوانات تتمع بكفاءةٍ عالية، وذلك على عكس القانون في بلدان شمال أوروبا الأخرى، حيث يُمنح المتبرعون حرية الاختيار في أن يكونوا مجهولين أو غير مجهولين للزوجين المتلقيين. إضافةً لهذا، فإنَّ المتبرعين في بلدان شمال أوروبا عادةً ما يكونوا طويلي القامة وحاملين لشهاداتٍ عُليا ولديهم دوافع إيثارية لتبرعاتهم، ويرجع ذلك جزئيًا إلى التعويضات النقدية المنخفضة نسبيًا في دول الشمال. تستورد أكثر من 50 دولة حول العالم الحيوانات المنوية الدنماركية، وتتضمن الباراغواي وكندا وكينيا وهونغ كونغ. ومع ذلك، فقد حظرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) استيراد أي حيوانٍ منويٍ؛ وذلك بسبب خطر انتقال مرض كروتزفيلد جاكوب، على الرغم من أنَّ هذا الخطر ضئيلٌ، حيث أنَّ الإمناء الاصطناعي يختلف تمامًا عن طريق انتقال مرض كروتزفيلد جاكوب. يبلغُ معدل انتشار هذا المرض بين المتبرعين واحدًا في المليون على الأكثر، وإذا كان المتبرع ناقلًا، فلا يزال يتعين على البروتينات المٌعدية عبور الحاجز الدموي الخصوي ليكون انتقال المرض ممكنًا.

وفي السياق ذاته، تحتوي بعض بنوك الحيوانات المنوية على ما يصل إلى 170 لترًا (37 غالونًا إمبراطوريًا، أي 45 غالونًا أمريكيًا) من الحيوانات المنوية.

المنشأ

كذلك، تُنتج الحيوانات المنوية المُتحركة في الإنسان والحيوانات عبر عمليةٍ تُعرف باسم تكوين الحيوانات المنوية، والتي تحدث داخل الغدد التناسلية الذكرية (الخصيتين) عبر الانقسام المنصف. يستغرق اكتمال عملية تكوين الحيوانات المنوية الأولية قرابة 70 يومًا. تبدأ العملية بإنتاج البزرة من سلائف الخلايا الجنسية، والتي تنقسم وتتمايز إلى خلايًا منوية، وتخضع بعدها للانقسام المنصف لتشكيل طليعة الحيوان المنوي. في هذه المرحلة، يطور الحيوان المنوي ذيلًا. تستغرق المرحلة التالية حيث يصبح ناضجًا تمامًا نحو 60 يومًا، ويُعرف آنذاك بالحيوان المنوي الأولي. تخرج خلايا الحيوانات المنوية من جسم الذكر في سائلٍ يُعرف باسم السائل المنوي (المني). يُمكن لخلايا الحيوانات المنوية البشرية البقاء على قيد الحياة داخل الجهاز التناسلي الأنثوي لأكثر من 5 أيام بعد الجماع. يُنتج السائل المنوي في الحويصلات المنوية والبروستاتا والغدد الإحليلية.

وفي هذا السياق، ادعى علماءٌ في جامعة نانجينغ الطبية عام 2016 أنهم أنتجوا خلايًا تُشبه طليعة الحيوانات المنوية للفئران باستعمال خلايًا جذعية جنينية للفأر بشكلٍ اصطناعي. حقنوا هذه الطلائع المنوية في بويضات الفئران وأنتجوا الجراء.

التطور

وفي هذا السياق، من المقبول عمومًا أن الإِنْسال مُتماثل الجاميتات هو سلف الحيوانات المنوية والبويضات. ومع ذلك، لا توجد سجلاتٌ أحفورية لتطور الحيوانات المنوية والبويضات من الإِنْسال مُتماثل الجاميتات، مما يؤدي إلى التركيز على النماذج الرياضية لفهم تطور الحيوانات المنوية.

في الإنسان والحيوانات

وفي هذا السياق، تنصُ فرضية واسعة الانتشار على أنَّ الحيوانات المنوية تطورت بسرعة. ومع ذلك، لا يوجد دليلٌ مباشر على أنَّ الحيوانات المنوية قد تطورت بمعدلٍ سريعٍ أو قبل الخصائص الذكرية الأخرى.

المريكزات

من جانب آخر، تحتوي أغلب خلايا الحيوانات المنوية على مريكزاتٍ في عنقها. تحتوي الحيوانات المنوية للعديد من الحيوانات على مريكزان نموذجيان يعرفان باسم المريكز الدانٍ والمريكز القاصِ. يمتلك الإنسان وبعض الحيوانات مثل والأبقار مريكزًا نموذجيًا واحدًا، يُعرف باسم المريكز الدانِ، ومريكز ثانٍ له بنيةٌ غير نمطية. ليس لدى الفئران والجرذان مريكزاتٍ يمكن تحديدها في الحيوانات المنوية. تمتلك ذبابة الفاكهة الشائعة مريكزًا واحدًا ومريكزًا غيرُ نمطيٍ يُسمى المُريكز شبيه الدانِ.

تكون الذيل

وفي هذا السياق، يُعد ذيل الحيوانات المنوية نوعًا مُتخصصًا من الهَدَبُ (المعروف كذلك باسم السوط). يتكون الذيل في الكثير من الحيوانات بطريقةٍ فريدة، والتي تسمى ، حيث يتشكلُ كل أو جزء من الخيط المحوري من ذيل الحيوانات المنوية في السيتوبلازم أو تتعرض له.

الكفاءة

ومن جهة أخرى، إنَّ مرحلة ما بعد الانقسام المنصف في تكوين الحيوانات المنوية لدى الفئران تُعد حساسةً جدًا للعوامل البيئية السامة للجينات؛ وذلك لأنَّ الخلايا الجنسية الذكرية تُشكل حيواناتٍ منويةٍ ناضجةٍ، ولكنها تفقد تدريجيًا القدرة على إصلاح تلف الدنا. قد يؤدي تعريض ذكور الفئران إلى الإشعاع أثناء تكوين الحيوانات المنوية المتأخر إلى تلفٍ يستمر لمدة 7 أيام على الأقل في خلايا الحيوانات المنوية المُخصبة، كما يؤدي تعطيل مسارات إصلاح كسر الشرائط المزدوجة للحمض النووي للأم إلى زيادة الانحرافات الكرومومسومية المُشتقة من خلايا الحيوانات المنوية. يؤدي علاج ذكور الفئران بالميلفالان، وهو عامل مؤلكلٌ ثنائيُ الوظيفة يُستعمل كثيرًا في العلاج الكيميائي، يتسبب في حدوث آفاتٍ في الدنا أثناء الانقسام المنصف، والتي قد تستمر في حالةٍ تالفة حيث تتقدم الخلايا الجنسية عبر مراحل تطور تكوين الحيوانات المنوية التي تكون قادرة على إصلاح الدنا. قد يؤدي تلف الدنا في خلايا الحيوانات المنوية بعد الإخصاب، إلى إنجابٍ نسلٍ يُعاني من تشوهاتٍ مُختلفة.

كذلك، تُعد كمية وكفاءة الحيوانات المنوية العوامل الرئيسية في جودة السائل المنوي، وهو مقياسٌ لقدرة السائل المنوي على إحداث الإخصاب. بالتالي، تُعد مقياسًا للخصوبة عند الرجال في البشر. عادةً ما تنخفض الكفاءة الجينية للحيوانات المنوية، فضلاً عن حجمها وحركتها، مع تقدم العمر.

إضافةً إلى ذلك، يمكن إصلاح أضرار الحمض النووي الرايبوزي منقوص الأكسجين (الدنا) الموجودة في خلايا الحيوانات المنوية في الفترة التي تلي الانقسام المنصف ولكن قبل الإخصاب في البويضة المخصبة، ولكن إذا لم تُصلح، فإنها قد تؤدي إلى آثارٍ ضارةٍ خطيرةٍ على الخصوبة والجنين النامي. تُعد خلايا الحيوانات المنوية البشرية معرضةً بشكلٍ خاص لهجمات الجذور الحرة وإحداثٍ ضررٍ مؤكسدٍ للدنا.

النواة

من جانب آخر، في بعض الطلائعيات، يتضمن الإخصاب كذلك هجرة نوى الحيوانات المنوية، بدلًا من الخلايا، نحو خلية البويضة من خلال أنبوب الإخصاب. تُشكل الطلائعيات البيضية نوى الحيوانات المنوية في معفرٍ ملتحمٍ خلويٍ يُحيط بخلايا البويضة. تصل نوى الحيوانات المنوية إلى البويضات عبر أنابيب الإخصاب، وذلك على غرار آلية أنبوب اللقاح في النباتات.

كذلك، في جميع النباتات الجنينية على وجه التقريب، بما في ذلك مُعظم عاريات البذور وجميع كاسيات البذور، فإنَّ النابتات العرسية الذكرية (حبوب اللقاح) تُعد الشكل الأساسي للانتشار الحيوي، مثلًا عن طريق التأبير بالرياح أو الحشرات، مما يُلغي الحاجة إلى الماء لسد الفجوة بين الذكر والأنثى. تحتوي كل حبة لقاح على خلية منوية (مُولدة). بمجرد هبوط حبوب اللقاح على ميسم الزهرة المستقبلة، فإنها تُنبت وتبدأ في إنماء أنبوب اللقاح عبر المتاع، وقبل أن يصل الأنبوب إلى البويضة النباتية، تنقسم نواة الخلية المُنتجة في حبوب اللقاح وتنتج نواتين من الحيوانات المنوية، ثم تُفرغ من خلال الأنبوب إلى البويضة للإخصاب.

الهوامش

ومن جهة أخرى، «»: الحيوان المنوي أو النُطْفة ، كما تنقحرها مؤلفاتٌ أخرى لتصبح الحيمن أو الحويمن.

• انظر كذلك
• وراثة مندلية
• تعدد الإمناء
• تنافس المني
• ورم حبيبي نطافي
• المراجع
• باللغة الإنجليزية