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Con análisis matemático científicos reconstruyen sorprendente forma en que realmente nadan los espermatozoides

por 7 agosto, 2020

BBC Mundo
Con análisis matemático científicos reconstruyen sorprendente forma en que realmente nadan los espermatozoides
Hace más de 300 años, el científico neerlandés y pionero de la microbiología Antón van Leeuwenhoek describió el movimiento del espermatozoide humano como un "culebreo" de lado a lado de la cola del gameto que lo impulsaba hacia adelante.
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Esa versión, universalmente aceptada por la ciencia a través de los siglos, acaba de ser desmentida por una investigación conjunta de la Universidad de Bristol, en Reino Unido, y la Universidad Nacional Autónoma de México, UNAM.

Los científicos utilizaron tecnología y análisis matemático de punta para reconstruir una imagen en tres dimensiones del verdadero movimiento de la cola del espermatozoide.

"En ningún momento sabíamos qué íbamos a encontrar y nos tomó por sorpresa", dijo a BBC Mundo el doctor Hermes Gadêlha, profesor titular de matemáticas aplicadas y modelado de datos de la Universidad de Bristol.

"El problema es que creemos ciegamente en lo que vemos y pensamos que lo que vemos es la realidad definitiva y nos olvidamos que eso todavía es sólo parte de la realidad", expresó.

Teoría del siglo XVII

Pero resulta que esa realidad vive dentro del confinamiento de las limitaciones de precisión de los instrumentos con que se observa.

Antón van Leeuwenhoek

Desde la descripción de Antón van Leeuwenhoek en el siglo XVII, no se había pensado en otra forma en que los espermatozoides se podían mover

Al ser visto con microscopios de dos dimensiones, el rápido y sincronizado movimiento del espermatozoide crea la ilusión que la cola culebrea de lado a lado de forma simétrica, "como anguilas en el agua", tal como lo describió van Leeuewnhoek en el siglo XVII.

Pero resulta que el aleteo del espermatozoide es asimétrico, sucede de un solo lado. Es como remar una canoa con un solo remo y eso, como sabemos, produce un movimiento circular.

¿Cómo se explica, entonces?

Gracias al trabajo pionero de la UNAM, bajo la dirección de los doctores Gabriel Corkidi y Alberto Darszon, se logró hacer una reconstrucción del verdadero movimiento de la cola del espermatozoide en 3D.

Dicha institución cuenta con una cámara de alta velocidad que logra captar 55.000 fotogramas por segundo y un microscopio adaptado con un dispositivo que les permitió escanear los espermatozoides en pleno nado en 3D.

Ilustración del movimiento del esperma en 3D

El movimiento del espermatozoide es asimétrico

.

Sin embargo, según el doctor Gadêlha, no fue suficiente tener una imagen de esos espermatozoides.

"Una clave de nuestro proyecto no sólo fue obtener la reconstrucción en 3D del esperma, pero para ver la asimetría se debió mover y nadar con el esperma y para eso hay que hacer una transformación matemática", explicó.

"Lo que condujo al resultado final fue la combinación de los instrumentos de punta y el análisis de datos de punta también".

"Naturaleza elegante"

Lo que descubrieron es que los espermatozoides han desarrollado una técnica de nado para compensar su aleteo disparejo, desplazándose en forma de tirabuzón, ingeniosamente resolviendo un misterio matemático a escala microscópica.

"En una manera matemática, bella y elegante, la naturaleza nos dice que hay una asimetría intrínseca que se puede regular con gracia para que el movimiento sea hacia adelante. Creando una simetría de la asimetría", afirmó el catedrático de la Universidad de Bristol.

"Hay más de una manera de ir hacia adelante".

Ilustración del movimiento del esperma en 3D

El desplazamiento en forma de tirabuzón corrige la asimetría del nado del espermatozoide y lo impulsa hacia adelante

La rotación del esperma podría ser un aspecto de estudio para especialistas en fertilidad para encontrar si podría estar conectado a esterilidad. "Por ahora es hipotético", advierte el doctor Gadêlha, "pero se espera que inspire a expertos en reproducción, biólogos, matemáticos e ingenieros para mirar y preguntarse si esto es relevante a la salud humana".

La investigación se publicó en un artículo en el sitio especializado Science Advances y en este el doctor Gabriel Corkidi de la UNAM declaró: "Nuestro microscopio con tecnología de punta 3D revelará muchos más secretos escondidos en la naturaleza. Algún día esta tecnología estará disponible a centros clínicos".

Por su parte, el doctor Alberto Darszon, también de la UNAM, expresó: "Este descubrimiento revolucionará nuestro entendimiento de la motilidad del esperma y su impacto en la fertilización natural. Se conoce tan poco sobre el intrincado entorno dentro del tracto reproductivo femenino y cómo el nado del esperma afecta la fertilización".

Según confirmó Hermes Gadêlha a BBC Mundo, lo publicado hasta ahora es sólo 10% de lo que han descubierto. Hay mucho más, asegura, sin embargo, mucha de la investigación todavía está siendo evaluada y redactada y no es prudente revelarla.

"Lo que puedo decir es que hay mucho que el esperma ha estado escondiendo todo este tiempo y eso es muy emocionante para los equipos de Bristol y de México", manifestó. "Esa es la belleza de estudiar algo tan único de la naturaleza que nos inspira en tantas direcciones".

El laboratorio del doctor Gadêlha hace parte del Laboratorio de Robótica Suave de la Universidad de Bristol (uno de los más importantes de Europa) donde intentan crear un esperma robótico para entender cómo utiliza su cola como una máquina calculadora para tomar decisiones.

"Ese es el sueño máximo de la ingeniería", declaró.

BBC Mundo

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