BAGIKAN
(Freepik)

Sel sperma atau spermatozoa adalah sel-sel yang dihasilkan oleh testis pada pria. Saat pria ejakulasi, berjuta-juta sel sperma akan dikeluarkan melalui penis bersama cairan yang disebut semen atau air mani. Untuk bereproduksi, sel-sel sperma harus berenang dalam jarak yang setara dengan mendaki gunung Everest untuk sampai ke sel telur.

Sel-sel sperma menyelesaikan perjalanan epik ini hanya dengan menggoyangkan ekor mereka, berenang di dalam rahim menuju saluran telur wanita, dimana nantinya sel-sel sperma ini akan membuahi sel telur. Walaupun ada lebih dari 50 juta sel sperma yang gagal mencapai sel telur – setara dengan lebih dari enam kali jumlah keseluruhan populasi London atau New York – hanya diperlukan satu sel sperma untuk membuahi sel telur dan menyebabkan kehamilan.

Sel sperma pertama kali ditemukan pada tahun 1677 – dan dibutuhkan sekitar 200 tahun sebelum akhirnya mengetahui bagaimana manusia awalnya terbentuk.




Para penganut teori preformasionisme, teori yang populer pada abad ke -18, percaya bahwa spermatozoa mengandung miniatur kecil dari individu manusia atau homunculus. Mereka meyakini bahwa sel telur hanya sekedar tempat bagi sperma untuk bertumbuh menjadi manusia.

Berlawanan dengan teori tersebut, epigenesis meyakini bahwa sel telur pada wanita dan sperma pada pria, keduanya sama-sama berkontribusi dalam membentuk seorang individu, dan penemuan di tahun 1700 an menunjukkan lebih banyak bukti lagi akan teori ini.

Walau saat ini para ilmuwan dapat memahami dengan lebih baik peran dari sel sperma dalam proses reproduksi manusia, hasil penelitian terbaru menemukan bahwa apa yang selama ini telah diketahui oleh para ilmuwan tentang sperma ini tidak sepenuhnya akurat.

Ketika mikroskop pertama dikembangkan pada abad 17 oleh Antonie van Leeuwenhoek, dia menggunakan segumpal kaca yang dicairkan, membentuk sebuah lensa dengan kemampuan yang luar biasa. Lensa ini dapat memperbesar penampakan sebuah objek hingga 270 kali. dan lensa seperti ini tidak pernah dikembangkan hingga lebih dari 200 tahun kemudian.

Dengan lensa-lensa buatannya, Leeuwenhoek menjadi ilmuwan pertama yang mengeksplorasi dunia mikroskopis, melihat objek-objek yang selama ini luput dari pandangan manusia, seperti bakteri, bagian-bagian dari sel dan juga sperma.

Ketika Leeuwenhoek pertama kali menemukan sperma, ia menggambarkannya sebagai “binatang hidup yang berukuran sangat kecil” dengan ekor, yang berenang dengan gerakan mirip dengan ular, seperti dengan belut yang bergerak di dalam air.

Dan ternyata, persepsi kita tentang bagaimana sperma berenang tidak pernah berubah hingga kini. Siapapun yang pernah melakukan pengamatan dengan mikroskop modern sekalipun juga memiliki pendapat yang sama, bahwa sperma berenang dengan menggoyangkan ekor mereka dari kiri ke kanan atau sebaliknya.

Tetapi hasil riset terakhir menemukan bahwa apa yang kita yakini selama 350 tahun terakhir ini, tentang bagaimana sperma berenang adalah salah. 

Dan dengan menggunakan teknologi mikroskopi 3D terbaru, tim peneliti dari Inggris dan Meksiko berhasil merekonstruksi secara matematis gerakan cepat dari ekor sel sperma dalam tiga dimensi. Tidak hanya ukuran dari sel sperma yang membuatnya sulit diamati – yang hanya berukuran setengah ukuran selembar rambut – tetapi juga karena mereka bergerak dengan sangat cepat.

Kibasan ekor sperma mampu bergerak dengan kecepatan hingga 20 kibasan dalam kurang dari satu detik. Diperlukan kamera dengan kecepatan super untuk merekam lebih dari 55.000 gambar dalam satu detik.

Apa yang kemudian ditemukan tim peneliti sangat mengejutkan. Mereka menemukan bahwa ekor dari sperma ternyata sangat lemah dan hanya bergerak di satu sisi.

Dari sini bisa dilihat bahwa gerakan satu sisi dari ekor sperma diartikan sperma berenang dengan cara berputar. Sperma menemukan cara untuk beradaptasi dan berenang ke arah depan, mereka berenang dengan cara berputar, sangat mirip dengan gerakan berang-berang ketika berenang berputar di air.

Gerakan sperma yang berputar dengan sinkronisasi tinggi menyebabkan ilusi ketika dilihat dibawah mikroskop dua dimensi – ekornya terlihat berkibar ke arah dua sisi.




Bagian kepala dari sel sperma berputar 360 derajat dalam satu sumbu dan menyebabkan gelombang yang memutar ekornya. Sperma bergerak dengan gerakan “mengebor” menembus cairan, yang dalam ilmu fisika dikenal dengan istilah presesi, atau seperti presesi ekuinoks dari planet Bumi. 

Teknologi mikroskopi 3D yang dikembangkan saat ini telah merubah cara para peneliti dalam menganalisis semen (cairan sperma) di masa depan. Dan penemuan terbaru ini, dengan menggunakan teknologi mikroskopi 3D yang dikombinasikan dengan perhitungan matematis, membuka rahasia yang selama ini tersimpan tentang reproduksi manusia. Dengan hampir setengah dari kasus ketidaksuburan disebabkan oleh faktor-faktor pada pria, memahami bagaimana ekor sel sperma bergerak adalah hal mendasar yang penting dalam pengembangan alat diagnosa yang dapat mengidentifikasi sperma tidak sehat dimasa depan, dan memperbaiki kesuburan.


Senior Lecturer in Applied Mathematics and Data Modelling, University of Bristol

The Conversation