Tato Scott Pitnick tidak sepenuhnya halus. Sperma hitam-putih besar itu memutar dan menjulurkan lengan kanannya ke atas, tampak bersembunyi di dalam dan di luar kulitnya sebelum muncul menjadi kepala seukuran kepalan tangan di bisepnya. Ahli biologi Universitas Syracuse juga tidak mencadangkan tentang seni tubuhnya yang tidak biasa, yang pernah muncul dalam montase tato ilmuwan terkemuka yang diterbitkan di The Guardian .
Bagi Pitnick, tinta rumitnya mencerminkan ketertarikannya yang mendalam pada "biologi unik yang luar biasa." Pertimbangkan, katanya, bahwa sperma adalah satu-satunya sel dalam tubuh yang ditakdirkan untuk dibuang ke lingkungan asing — suatu prestasi yang membutuhkan perubahan fisik yang dramatis seperti sperma. mereka melakukan perjalanan dari testis ke saluran reproduksi wanita.
Konten terkait
- Mamalia Terlama Menjaga Rasa Dinginnya Dengan Testis Descended
- Mengapa Para Ilmuwan Mengirim Sperma Tikus ke Stasiun Luar Angkasa Internasional
- Sekarang Anda Dapat Mengukur Kesuburan Pria Dengan Aplikasi Telepon Pintar
- Gel Kontrasepsi Yang Disebut “IUD For Men” Membuatnya Melalui Uji Coba Monyet
"Tidak ada sel lain yang melakukan itu, " kata Pitnick, yang telah mempelajari sperma selama lebih dari 20 tahun. "Mereka memiliki otonomi ini."
Di labnya, Pitnick merekayasa kepala sperma lalat buah untuk memancarkan warna merah dan hijau sehingga dia dapat mengamati mereka bergerak melalui saluran reproduksi lalat betina yang dibedah. Dia berharap karyanya akan membantu mengungkapkan bagaimana sperma berperilaku dalam tubuh wanita, sebuah area penelitian yang masih dalam masa pertumbuhan relatif. Inovasi semacam ini suatu hari nanti bisa menjelaskan keragaman besar bentuk dan ukuran sperma di seluruh dunia hewan. Selain itu, mereka pada akhirnya dapat membantu para peneliti mengembangkan perawatan infertilitas manusia, serta kontrasepsi pria yang lebih efektif.
"Kami hampir tidak mengerti apa-apa tentang fungsi sperma, apa yang dilakukan sperma, " kata Pitnick. Banyak jawaban untuk hal-hal yang tidak diketahui ini kemungkinan bersembunyi di dalam bagian lain dari teka-teki sperma: tubuh wanita.
Ini mungkin mengecewakan para ahli biologi yang berani yang pertama kali melihat sel-sel sperma dalam kemuliaan penuh mereka di abad ke-17 dan ke-18, menggunakan mikroskop yang kemudian revolusioner. Para ilmuwan sperma awal ini mendapati diri mereka ditugaskan menjawab pertanyaan-pertanyaan paling mendasar, misalnya: Apakah sperma hewan yang hidup? Apakah mereka parasit? Dan, apakah setiap sperma mengandung manusia dewasa kecil yang sudah terbentuk yang meringkuk di dalam? (Kita akan membahasnya nanti.)
Pengamatan mikroskopis awal Leeuwenhoek tentang sperma kelinci (gambar 1-4) dan sperma anjing (gambar 5-8). (Wikimedia Commons) Orang dengan kehormatan yang meragukan sebagai yang pertama mempelajari sperma secara rinci adalah Anton van Leeuwenhoek, seorang Belanda yang mengembangkan mikroskop majemuk awal. Van Leeuwenhoek pertama kali menggunakan alat barunya untuk memeriksa lebih banyak subyek suci seperti sengatan lebah, kutu manusia dan air danau pada pertengahan 1670-an.
Kolega mendesaknya untuk mengubah lensanya menjadi semen. Tapi dia khawatir tidak pantas menulis tentang air mani dan hubungan intim, jadi dia berhenti. Akhirnya, pada tahun 1677, dia menyerah. Memeriksa ejakulasinya sendiri, dia langsung dikejutkan oleh "hewan" kecil yang dia temukan menggeliat di dalam.
Dia bahkan ragu-ragu untuk berbagi temuannya dengan rekan-rekannya — apalagi tato di tangannya — van Leeuwenhoek dengan ragu menulis kepada Royal Society of London tentang penemuannya pada tahun 1677. “ Jika Yang Mulia harus mempertimbangkan bahwa pengamatan ini mungkin membuat jijik atau memalukan orang yang terpelajar, Saya sungguh-sungguh memohon kepada Paduka untuk menganggap mereka sebagai pribadi dan untuk menerbitkan atau menghancurkannya sesuai Paduka . "
Yang Mulia (alias presiden Royal Society) memilih untuk menerbitkan temuan van Leeuwenhoek dalam jurnal Philosophical Transactions pada tahun 1678 — sehingga menghasilkan bidang baru biologi sperma.
Sulit untuk melebih-lebihkan betapa misteriusnya koma mikroskopis yang menggeliat ini bagi para ilmuwan saat itu. Sebelum ditemukannya “hewan-hewan” ini, teori-teori tentang bagaimana manusia menghasilkan lebih banyak manusia sangat beragam, kata Bob Montgomerie, seorang ahli biologi yang mempelajari reproduksi hewan di Queen's University di Kanada. Sebagai contoh, beberapa percaya bahwa uap yang dipancarkan oleh ejakulasi pria entah bagaimana merangsang wanita untuk menghasilkan bayi, sementara yang lain percaya bahwa pria benar-benar membuat bayi dan mentransfernya ke wanita untuk diinkubasi.
"Anda dapat membayangkan betapa sulitnya ketika Anda tidak tahu apa yang sedang terjadi, " kata Montgomerie. Yaitu: tanpa bisa melihat sperma dan telur, para ilmuwan ini benar-benar hanya mengeluarkan teori dari udara tipis.
Pada abad ke-17, banyak peneliti percaya bahwa setiap spermatozoa mengandung manusia mungil, yang telah terbentuk sebelumnya, seperti yang diilustrasikan dalam sketsa 1695 oleh Nicolaas Hartsoeker ini. (Wikimedia Commons) Bahkan setelah van Leeuwenhoek menemukan sperma pada 1677, kira-kira 200 tahun berlalu sebelum para ilmuwan sepakat tentang bagaimana manusia terbentuk. Dua bidang pemikiran utama muncul di sepanjang jalan: Di satu sisi, "kaum preformasionis" percaya bahwa setiap spermatozoa — atau setiap telur, bergantung pada siapa yang Anda tanya — berisi manusia mungil, yang sepenuhnya terbentuk sebelumnya. Di bawah teori ini, sel telur — atau sperma — hanya menyediakan tempat bagi perkembangan untuk terjadi.
Di sisi lain, "epigenesis" berpendapat bahwa laki-laki dan perempuan berkontribusi materi untuk membentuk organisme baru, meskipun mereka tidak yakin siapa yang berkontribusi apa. Penemuan sepanjang 1700-an menawarkan lebih banyak bukti untuk argumen ini, termasuk penemuan 1759 bahwa anak ayam mengembangkan organ secara bertahap. (Montgomerie mencatat ini dalam buku Sperma Biology: An Evolutionary Perspective, yang diedit oleh rekan-rekan termasuk Pitnick.)
Dengan perbaikan pada mikroskop, para peneliti abad ke-19 mengamati perkembangan embrionik dalam telur landak laut, yang mudah transparan. Pengamatan ini terus menyangkal konsep preformation, dan memungkinkan para peneliti untuk mulai bertanya bagaimana sperma dan telur bekerja bersama untuk menciptakan organisme baru.
Penelitian sperma juga menjelaskan sistem tubuh lainnya. Pada 1960-an, para peneliti mengidentifikasi protein dynein, yang bertanggung jawab untuk pergerakan sperma. "Ternyata protein motor yang sama bertanggung jawab untuk semua jenis proses yang berlangsung dalam sel, " kata Charles Lindemann, seorang profesor emeritus di Universitas Oakland di Michigan yang mempelajari motilitas sperma. Hari ini kita tahu bahwa dynein terlibat dalam pergerakan struktur seluler mikroskopis seperti silia dan flagela, yang merupakan kunci bagi banyak fungsi tubuh.
Meski begitu, kemajuan awal dalam penelitian kesuburan lambat untuk lepas landas. Sama sekali tidak banyak ilmuwan yang bekerja saat itu, apalagi ilmuwan sperma, kata Montgomerie. Dia memperkirakan bahwa hanya ada beberapa lusin orang yang meneliti sperma pada saat itu; sebagai perbandingan, sekitar 400.000 ilmuwan mempelajari kanker saat ini. "Ada beberapa orang yang melakukannya, tetapi mungkin tidak cukup, " kata Montgomerie.
Pitnick menambahkan bahwa beberapa peneliti awal yang mempelajari sperma mungkin tidak sepenuhnya menghargai peran sistem reproduksi wanita dalam persamaan kesuburan — suatu pengawasan yang dapat menjelaskan mengapa area ini masih menjadi misteri hingga saat ini. "Sebagian dari itu adalah bias laki-laki dalam biologi untuk berpikir bahwa betina bukanlah bagian penting dari cerita, dan itu masuk jauh ke belakang dalam biologi sperma dengan seluruh gagasan preformasi ini, " kata Pitnick.
Di sisi yang lebih teknis, mengamati pergerakan sperma dalam wanita secara logistik sangat menantang. Seperti yang ditunjukkan Pitnick, cukup sulit untuk mendapatkan kamera di dalam saluran reproduksi wanita.
Itulah jenius di balik sperma lalat buahnya yang bersinar dan kemampuan untuk memantaunya secara real time. Video di atas menunjukkan saluran reproduksi lalat buah betina yang dihilangkan, yang telah disimpan Pitnick dalam larutan garam. Ketika masih hidup, betina itu dikawinkan dengan pejantan sperma hijau, dan kemudian kawin lagi beberapa hari kemudian dengan pejantan sperma merah. Hanya kepala sperma yang ditandai dengan protein fluorescent, sehingga ekor sperma tidak dapat terlihat.
Dengan teknologi semacam ini, Pitnick dapat mengetahui mengapa begitu banyak variasi dalam bentuk dan ukuran sperma. Sebagai contoh, sperma bercahaya yang ia teliti memiliki ekor panjang mega yang mencapai panjang hingga 6 sentimeter saat dicabut — kira-kira panjang jari kelingking Anda, dan yang terpanjang dikenal di dunia hewan. Dia telah menghabiskan beberapa dekade mencoba memahami mengapa seekor lalat berevolusi dengan cara ini, dan akhirnya mengasah saluran reproduksi wanita sebagai sumber untuk jawabannya.
Sementara Pitnick berfokus pada lalat, sperma juga menarik perhatian para ilmuwan modern yang mencoba membantu pasangan manusia yang mencoba untuk hamil. Temuan Pitnick secara tidak sengaja dapat membantu tugas ini. "Dalam banyak kasus, ini adalah perbedaan kompatibilitas antara pria dan wanita tertentu, dan mereka tidak tahu mekanisme yang mendasarinya, " katanya. "Memahami interaksi sperma-perempuan tentu dapat menjelaskan pemahaman baru untuk infertilitas, dan mungkin solusi baru untuk itu."
Penelitian sperma dasar juga akan membantu mempercepat kemajuan dalam mengembangkan kontrasepsi pria, kata Daniel Johnston, kepala Cabang Penelitian Kontrasepsi di National Institutes of Health. Sejauh ini, para peneliti telah mencoba segalanya mulai dari gel hingga pil, tetapi alat kontrasepsi pria yang efektif dan andal tetap sulit dipahami. Johnston mengatakan para ilmuwan masih menghadapi pertanyaan paling mendasar: apa itu sperma?
Sel sperma sangat bervariasi di seluruh dunia hewan. Sel sperma lalat buah tunggal ini bisa mencapai beberapa sentimeter panjang saat dibuka. (Romano Dalla) “Kita harus benar-benar memahami apa yang membentuk sperma, ” kata Johnston, yang telah bekerja untuk menggambarkan kandungan protein penuh dari sperma — langkah pertama yang penting dalam memahami bagaimana merancang alat kontrasepsi yang efektif. "Ketika Anda memahami itu, Anda berpotensi dapat mulai memahami apa yang perlu kita hambat."
Baru-baru ini, sebuah grup swasta bernama Male Contraceptive Initiative meluncurkan sebuah kompetisi yang akan mendanai satu proyek penelitian kontrasepsi inovatif. * Gunda Georg, seorang ahli kimia obat di University of Minnesota, telah berhasil melewati putaran pertama kontes untuk penelitiannya mengenai infertilitas gen yang terkait pada tikus yang akhirnya dapat digunakan untuk mengembangkan pil KB pria.
Penelitiannya saat ini membantu menentukan tingkat dosis yang sesuai untuk obat-obatan tersebut dan menilai potensi efek samping. Lagi pula, "jika seorang pria berhenti minum pil, ia harus benar-benar kembali normal, " kata Georg.
Johnston senang mendapat kesempatan untuk mendukung jenis penelitian ini di NIH, keduanya karena ketertarikan dalam memajukan kontrasepsi pria ke depan, tetapi juga karena intrik mendasar pada sperma yang belum menghentikan karier 25 tahunnya. "Sperma itu menarik, " kata Johnston. "Tidak ada yang seperti mereka."
Pitnick, tentu saja, setuju. Rasa malu yang ditunjukkan oleh para ilmuwan seperti van Leeuwenhoek pada masa-masa awal, katanya, telah mereda di lapangan. "Saya tidak berpikir ada terlalu banyak ahli biologi hari ini yang memiliki tingkat ketidaknyamanan berbicara tentang hal ini, " kata Pitnick. Dan untuknya, secara pribadi? "Saya suka biologi ini, " katanya. "Aku akan berbicara dengan siapa pun tentang siapa yang mau mendengarkan."
Catatan Editor, 7 Juni 2017: Karya ini awalnya menyatakan bahwa Inisiatif Kontrasepsi Pria ditempatkan di bawah NIH; ini adalah upaya pribadi.
