女性一般一個(gè)月只會(huì)排出一個(gè)優(yōu)質(zhì)、成熟的卵細(xì)胞，而男性一次則能夠釋放2-4億個(gè)精子。但是當(dāng)上億個(gè)精子同時(shí)奔向卵細(xì)胞時(shí)，為什么卵細(xì)胞那么專一，只會(huì)從中選擇一個(gè)結(jié)合成受精卵呢？

殘酷的“淘汰賽”

實(shí)際上，為了從數(shù)量眾多的精子中選出最優(yōu)質(zhì)的那一個(gè)，卵細(xì)胞決定采用最簡(jiǎn)單粗暴，同時(shí)也是最高效的方法——死亡淘汰賽。

比賽的規(guī)則相對(duì)于每一個(gè)精子而言都是比較公平的，它們會(huì)同時(shí)從宮頸管前往宮頸，然后再通過子宮抵達(dá)輸卵管壺腹部，在那里與卵細(xì)胞結(jié)合。

整個(gè)賽道的全長(zhǎng)約為7萬微米左右而，體長(zhǎng)只有50微米的小蝌蚪們，游動(dòng)速度已經(jīng)可以達(dá)到35微米/秒了，然而它們?nèi)匀恍枰ㄙM(fèi)1.5-5個(gè)小時(shí)的時(shí)間才能抵達(dá)終點(diǎn)。這是因?yàn)楸荣愡h(yuǎn)遠(yuǎn)不止跑一場(chǎng)“馬拉松”這么簡(jiǎn)單。

當(dāng)小蝌蚪們?cè)谟崎e地奔赴“愛情”的時(shí)候，首先給它們當(dāng)頭一棒的是陰道中的酸性環(huán)境。這里的ph值長(zhǎng)期穩(wěn)定在4.0左右，并不會(huì)因?yàn)樾◎蝌缴砩系膲A性物質(zhì)被中和掉，所以每一位參賽選手都必須硬抗住這一輪考驗(yàn)。盡管它們身上還有堿性精液的保護(hù)，但是它們并不能堅(jiān)持多久。這個(gè)時(shí)候，只有那些努力沖鋒的蝌蚪們才能把握住機(jī)會(huì)，順利過關(guān)；而那些因?yàn)轶w力不支或者扛不住酸液侵蝕的則會(huì)留在原地，等待被人體內(nèi)代謝分解吸收或者排出體外。

一個(gè)殘酷的事實(shí)是，99%的小蝌蚪們都沒能經(jīng)受住第一關(guān)的考驗(yàn)，只有不到1%的選手們還有余力繼續(xù)向前。這一次它們停在了人生的三岔路口上，開始決定到底要走哪一條路前往卵巢。這個(gè)選擇將直接決定比賽的結(jié)果，因?yàn)橥ǔ碚f，女性兩邊的卵巢是交替排卵的。如果選錯(cuò)了前進(jìn)的方向，那么這些小蝌蚪們就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在費(fèi)盡千辛萬苦來到卵巢之后，這里卻沒有自己想象中的卵細(xì)胞存在。

而那些選對(duì)了方向的小蝌蚪們也沒有時(shí)間沾沾自喜，因?yàn)樽鳛橐环N外來細(xì)胞，小蝌蚪們的到來觸發(fā)了女性體內(nèi)的保護(hù)機(jī)制，釋放出了武力充沛的白細(xì)胞充當(dāng)護(hù)衛(wèi)。它們守護(hù)在卵細(xì)胞的宮殿之外，依靠體型優(yōu)勢(shì)肆意吞食小蝌蚪，并將它們分解成氨基酸。

歷盡千難萬險(xiǎn)之后，能夠逃過白細(xì)胞的追捕，順利見到卵細(xì)胞的小蝌蚪們不超過200個(gè)。但是它們依然存在激烈的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。畢竟卵細(xì)胞只會(huì)接受它們中的一個(gè)，而任何一個(gè)小蝌蚪都不甘心就此孤獨(dú)地死去。

它們會(huì)如何決出勝負(fù)呢？卵細(xì)胞又是如何做到只和一個(gè)小蝌蚪結(jié)合的呢？

精子與卵細(xì)胞結(jié)合的瞬間

這是2016年美國(guó)芝加哥西北大學(xué)的科學(xué)家，在精子酶和卵細(xì)胞結(jié)合瞬間拍攝到的情景。只見卵細(xì)胞外產(chǎn)生了一道轉(zhuǎn)瞬即逝的閃光，它被科學(xué)家們稱之為“愛情的火花”。當(dāng)卵細(xì)胞釋放出這個(gè)“火花”的時(shí)候就以為有一個(gè)精子成功結(jié)合成受精卵了，同時(shí)也宣示著其他精子最終被淘汰。那么，它的具體過程是什么呢？

當(dāng)上億個(gè)精子經(jīng)過千難萬險(xiǎn)來到卵細(xì)胞前時(shí)大約只剩下了200個(gè)，它們爭(zhēng)先恐后地圍繞著卵細(xì)胞，開始“挖掘”通往細(xì)胞核心區(qū)域的通道。但是作為人體內(nèi)最小的細(xì)胞，想要征服人體內(nèi)最大的細(xì)胞可不容易。

卵細(xì)胞的最外層是像火焰一樣的條狀放射冠，進(jìn)入放射冠以后，還有一層透明冠，它們共同組成了卵細(xì)胞的保護(hù)和識(shí)別系統(tǒng)。

當(dāng)精子觸碰到卵子的放射冠時(shí)，精子的頂體外膜和頭部細(xì)胞膜會(huì)溶解破裂，形成許多小孔，釋放出頂體酶，不斷侵蝕和溶解卵子的外部結(jié)構(gòu)，就像挖金礦一樣，最終抵達(dá)其核心部位才能結(jié)合成受精卵。

在這個(gè)過程中，最先沖鋒的小蝌蚪往往會(huì)力竭而死，為它們身后的競(jìng)爭(zhēng)者做嫁衣。誰也不知道，這條通道什么時(shí)候能夠挖通，也不知道為了挖通它需要犧牲多少人。或許只需要50個(gè)小蝌蚪就能完成，又或者200名勇士全部犧牲最終也沒能征服卵細(xì)胞。

在受精之前，卵細(xì)胞會(huì)把數(shù)10億的鋅儲(chǔ)存在卵細(xì)胞表面的囊泡之中，它們占據(jù)了整個(gè)卵細(xì)胞鋅含量的90%。如果此時(shí)有一個(gè)足夠強(qiáng)大并且幸運(yùn)的精子率先進(jìn)到里面并且被卵細(xì)胞接納，這些囊泡就會(huì)像爆炸一樣，瞬間把大部分鋅離子噴發(fā)出去。也就形成了我們前面所說的“火花”。

而卵細(xì)胞只有噴發(fā)出多余的鋅，才有可能發(fā)育成熟?？茖W(xué)家們甚至認(rèn)為，這個(gè)“火花”越大，卵細(xì)胞孕育成新生命的成功率才越大。也正是因?yàn)槁鸭?xì)胞在受精過程中發(fā)生了這樣一種結(jié)構(gòu)變化，其他精子才沒有辦法繼續(xù)進(jìn)入細(xì)胞核。這些被拒之門外的精子們很快也會(huì)因?yàn)轶w力不支而凋亡，最終被巨噬細(xì)胞吞噬，并分解成氨基酸吸收掉。

雙胞胎是咋回事？

既然上億個(gè)精子進(jìn)入人體之后，只有一個(gè)能和卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵，那么雙胞胎又是怎么回事呢？

這個(gè)并不難理解，首先雙胞胎分為同卵雙胞胎和異卵雙胞胎這兩種。當(dāng)一個(gè)精子和一個(gè)卵細(xì)胞結(jié)合形成受精卵的時(shí)候，如果正常發(fā)育只會(huì)形成一個(gè)胚胎，生下一個(gè)孩子。

但是這個(gè)受精卵在一些情況下可能分裂形成兩個(gè)胚胎，因?yàn)檫@兩個(gè)胚胎的遺傳物質(zhì)完全相同，所以在外貌、性別乃至性格上都會(huì)很相似，這就是我們通常所說的雙胞胎或者同卵雙胞胎了。現(xiàn)在大街上看到的雙胞胎越來越多，其實(shí)有一些并不是完全依賴自然形成的，而是通過某些輔助生殖技術(shù)提高了雙胞胎的可能性。

那么異卵雙胞胎又是怎么回事呢？我們說過，女性有兩個(gè)卵巢，它們往往會(huì)在每個(gè)月進(jìn)行交替排卵。但是也存在特殊情況，那就是左右兩邊的卵巢同時(shí)各排出一個(gè)卵細(xì)胞，由于卵細(xì)胞的存活期只有1-2天，所以想要形成異卵雙胞胎就必須在這時(shí)候即使受孕，而且要保證兩邊的精子與卵細(xì)胞都能成功結(jié)合形成受精卵，這個(gè)概率就比較低了。

盡管異卵雙胞胎的遺傳物質(zhì)都來源于同一對(duì)夫妻，但是由于兩對(duì)精子和卵子之間仍然存在一定的遺傳差異，所以這樣孕育出來的孩子往往比同卵雙胞胎的差異更加明顯。比如，性別不同的雙胞胎，也就是我們常說的龍鳳胎多半就是異卵雙胞胎。

不論如何，生命的誕生和孕育都不是一件容易的事情，每一個(gè)受精卵都是數(shù)億精子競(jìng)爭(zhēng)勝利的結(jié)果。所以，我們每個(gè)人都是這個(gè)世界上獨(dú)一無二的勝利者，是父母孕育的最優(yōu)秀的孩子！

面對(duì)上億精子，為什么卵細(xì)胞可以那么專一，只和其中一個(gè)結(jié)合？