为什么太多的精子会破坏卵子

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记录完整的25年间的报告得出了越来越多的证据，表明工业化国家中的精子数量正在下降. (请参阅我2017年4月20日的帖子去，去，去?人类精子数量正在下降.)

在过去40年中，数量下降了50％以上，最终引起了媒体的积极关注，引发了迫在眉睫的人类灭绝的可怕警告.尽管许多人将其视为对地球的好消息，但它发生的速度不太可能很快.而且，这个故事有一个很少提及的反面:很少讨论的发现表明，过多的精子也会损害生育能力.

受精超过一个精子

众所周知，一个以上的精子( polyspermy )对哺乳动物卵的受精具有灾难性的作用.当产生性细胞(卵和精子)时，通常的染色体数目减半.人体细胞通常具有46条染色体(二倍体数)，而性细胞仅包含23条染色体(二倍体数).

性细胞仅包含一个性染色体，卵中的X和精子中的X或Y.受精后卵子与精子融合可恢复正常的染色体数，并产生大约相等数量的雌性(XX)和雄性(XY)后代.

如果两个精子使一个卵子受精，那就大错特错了，它产生了一个具有三十六个染色体的三倍体后代，除了正常的母对/母对之外，还有一个额外的子集.

由三个精子受精的卵会获得两个额外的染色体组，从而形成具有92个染色体的四倍体个体.多余的染色体组直接损害性别决定.例如，一个三倍体个体具有性染色体(XXX，XXY或XYY)的异常组合.

可以认为，所有动物都具有防止卵子受精超过一个的精子的有效机制.但是，至少在一些鱼类和鸟类中，有几个精子实际上使卵受精.直到后来，特殊的机制才能确保只有一组男性染色体对后代有所贡献.

那么为什么卵的单精子受精成为哺乳动物的准则?有人建议将其与哺乳动物卵的微小大小联系起来，因为它不包含卵黄，所以这种卵极小.

无论出于何种原因，一旦卵子受精，通常两个透明的透明带状透明带和下面的卵膜周围的层就可以阻止其他精子进入.

与流产有关的精子过多

约翰·麦克劳德(John MacLeod)和露丝·戈德(Ruth Gold)在1957年的一篇论文中提供了早期的证据，表明高精子数量有不利的一面.他们比较了妻子反复流产的男人和至少育有三个正常活泼孩子而没有干预失败怀孕的男人的精液质量.

令人惊讶的是，流产组的精液质量更高.该组中的男人精子浓度高得多(平均超过1亿/ml)，活动精子更多(平均超过60％).精子浓度超过2亿/毫升的几乎两倍(26％对14％).

MacLeod和Gold还指出，几乎有三分之一的在生下四个或更多活着的孩子而未成功怀孕的男性中，只有中等的精子浓度(20-59百万/ml).

很久以后，在1975年，Naghma-E-Rehan及其同事发表了一项分析，在输精管切除术之前从1300名至少育有两个孩子的男性中收集了精液样本.精子的浓度范围很广，从1.5到3.75亿/毫升，平均为6500万/毫升.

十五个人(略高于1％)的价值很高.在这种极端情况下，在医学界称为“多精子症"，精子浓度超过2.5亿/ml，总精子数量超过8亿.这些男人中有6人(40％)的配偶经历了至少一次流产，而总流产率为7％.

对于25名精子计数低于1000万/ml，却育有两个或两个以上孩子的男人，其比率仅为4％.

对流产胎儿的一些研究表明，经常存在重大的染色体异常.

1975年，JoëlleBoué及其同事发表了具有里程碑意义的研究，涉及1500个案例.通过分析不同类型染色体异常的相对频率，他们估计在所有概念的一半中都会发生某种畸变.

在这些畸变中，约有20％的染色体有69条染色体(三倍体)，可能是两个精子受精卵产生的，另外6％的染色体有92个染色体(四倍体)，可能表明三个受精精子.

具有其他染色体组的胎儿

卵被两个精子受精导致存在三倍体染色体组，其中包括三个性染色体.但是，这种情况可能以另外两种方式出现.

首先-由于发育错误-精子有时可能具有两个染色体组，而不是通常的两个染色体组.这种使卵受精的精子将产生三倍体状态.其次，具有两个染色体组的异常卵可能被正常的精子受精.

多项医学研究已经直接证明了人类卵子的双重受精，通常会导致致命的后果.子宫中几乎消除了所有具有三倍体的概念，并且使它诞生的少数概念可以存活仅几个小时.

1977年，诺拉·布莱克韦尔(Nora Blackwell)及其同事发表了一份报告，描述了一名患有多种严重异常的婴儿，该婴儿出生后不久就死亡.发现它具有69条染色体，其中包括3条性染色体(XXY).某些只能来自父亲的染色体的特征令人信服，表明两个精子使卵子受精.

此后不久，帕特里夏·雅各布斯(Patricia Jacobs)和他的同事们在这份单例报告中概述了人类三倍体的起源.他们在1978年开创性的论文调查了夏威夷一家妇产医院两年来的所有流产情况.在26例三倍体流产的胎儿中，有21例能够识别其他染色体的来源.另一组染色体来自父亲，其中17例来自母亲，另外3例来自母亲，其中1例尚未解决.进一步的计算表明，三倍体的三分之二是由两个精子受精引起的，四分之一是由具有双倍染色体组的单个精子受精引起的，而正常精子中只有十分之一的精子穿透了具有两个染色体组的卵. Jacobs及其同事指出，三倍体在人类中相对普遍，估计它会影响所有可检测概念的1％至3％.

受益于更先进的技术，Shi Qinghua Shi和RenéMartin在2000年报告了10名健康的中国男性中200,000多个精子中异常染色体数目的发现，而10名健康的加拿大人的样本相似.包含46条染色体的二倍体精子的平均频率非常低，不到0.4％.尽管供体之间在二倍体精子发生方面有显着差异，但中国人和加拿大人之间并没有总体差异.

2000年，Michael Zaragoza及其同事还报道了一项关于91例三倍体流产的父母的染色体起源的研究.他们证实，大多数情况是由于两个精子使卵子受精.

多精子的影响

那么，有明确的证据表明男人会产生太多的精子，而不仅仅是产生很少的精子.但是，关于人类和其他哺乳动物中精子数量的讨论通常只集中在对大量精子的需求上，而没有涉及过多精子浓度会威胁胎儿发育的风险.因此，当前关于“精子竞争"的单方面概念将需要仔细地重新审查.

正如精子专家迈克尔·贝德福德(Michael Bedford)在2008年的一篇有感性的论文中指出的那样，"...应该警惕这样一个概念，即有一个“种族"来达到未受精卵的水平，这是精子速度的函数，并且媒体图像显示据说许多精子在争夺未受精的卵."