מתחרים אך משתפים פעולה

תא זרע הוא תא הרבייה הזכרי של יצורים רב-תאיים המתרבים ברבייה זוויגית. לתאי הזרע של בעלי חיים רבים יש מבנה אופייני הכולל ראש, צוואר/גוף ושוטון, שהוא מעין זנב המניע את התא כולו. נוזל הזרע שהזכר פולט מכיל מאות מיליוני תאים, לפעמים מיליארדים, וכל אחד מהם עושה את דרכו מגוף הזכר שמייצר אותו אל ביצית הנקבה המחכה להפריה. בעדר הזרעונים הזה כל זרעון הוא לעצמו, עטוף בנוזל הזרע. אך מתברר כי למרות התחרות ביניהם, הם גם משתפים פעולה.

פיזיקאים מאוניברסיטת קורנל שבארצות הברית חקרו את התנועה ואת ההתנהגות של תאי זרע של פר בנוזלים שונים. הם הציגו את הממצאים הראשונים בכינוס של החברה האמריקאית לפיזיקה (APS) ודיווחו כי התנהגותם של תאי הזרע משתנה על פי מידת הצמיגות והאלסטיות של הנוזל. נוזלים אלסטיים הם חומרים הזורמים כמו נוזל, אך מתנהגים כמו מוצק קפיצי כשמפעילים עליהם כוח. לדברי החוקרים, בנוזלים אלסטיים יותר תאי הזרע התקבצו יחדיו ונעו בשיתוף פעולה לכיוון המטרה. לעומת זאת, בנוזלים שהיו צמיגים אך פחות אלסטיים, תאי הזרע שחו בנפרד ולא נראו כמשתפי פעולה.

התצפית עוררה את עניינם של החוקרים, והם ממשיכים לחקור אותה כדי להבין מה בדיוק גורם לתאי הזרע להתקבץ יחדיו או להיפרד ולשחות עצמאית. לדבריהם, אפשר לדמות את השחייה של תאי הזרע  לאטומים במצבי צבירה שונים: אלה ששוחים בקבוצה מדמים מצב צבירה נוזלי, ואלה ששוחים בנפרד הם כמו אטומים של גז.

החוקרים טרם מצאו הסבר מדעי להשפעה של אלסטיות הנוזל על התקבצות תאי הזרע. הם משערים כי הסיבה לתופעה היא אבולוציונית: שיתוף הפעולה מגדיל את הסיכוי של תאי זרע רבים להגיע אל הביצית על אף התנאים הקשים, ולכן משפר את הסיכוי שאחד מהם אכן יצליח להפרות את הביצית. החוקרים מקווים כי הבנת המנגנון תשפיע על תחום ההפריות המלאכותיות. כיום, בהפריית מבחנה פשוט מערבבים תאי ביצית עם תאי זרע ומקווים למפגש פורה. אך אם שינוי התכונות הפיזיקליות של הנוזל ישפר את הסיכוי להפריה, זה יוכל לחסוך כסף רב המתבזבז על טיפולים כושלים, וכמובן פרוצדורות רפואיות מיותרות.

מעבר לכך, לדברי החוקרים, יהיה אפשר להשתמש בתכונות האלה של תאי הזרע כמודל ללמידה של התנהגות קבוצתית. תאי זרע אמנם אינם בעלי חיים, אך הם יכולים לשמש מודל פשוט ביותר של התנהגות קבוצתית שאינה מושפעת מפעולה מחשבתית של כל פרט בקבוצה.