Trong quá trình thụ tinh tự nhiên, mỗi tinh trùng đều có cơ hội hợp nhất với trứng nhưng chỉ có một thành công. Nó phải đánh bại tất cả đối thủ và chịu đựng các mối đe dọa của axit hay sự tấn công của hệ miễn dịch người nữ. Do đó, đây là một "cuộc đua gay gắt" của hơn 60 triệu tinh trùng, theo SCMP.

Alireza Abbaspourrad, tác giả chính của nghiên cứu tại Đại học Cornell, New York, Mỹ, cho biết chỉ tinh trùng bơi tốt nhất mới có thể tiến vào mọi điểm hẹp nhất trong cơ thể phụ nữ. Nguyên nhân là đường sinh sản nữ giới được kết cấu để ngăn chặn những con tinh trùng yếu bơi đến.

Khi quan sát giải phẫu của hệ thống cơ quan sinh sản ở động vật có vú, các nhà nghiên cứu nói kích thước của ống dẫn đến buồng trứng là không đổi. Tại một số điểm, nó cực kỳ hẹp và chỉ đủ cho một vài tinh trùng có thể vượt qua trong khi những cá thể khác thất bại.

Chỉ tinh trùng duy nhất mới vượt qua được giới hạn để đến được buồng trứng. Ảnh: Health

Trong nghiên cứu khác trên cơ thể nam giới và loài bò đực, các nhà khoa học nhận thấy những tinh trùng bơi khỏe nhất có khả năng vượt qua các điểm kín, còn được gọi là "giới hạn nghiêm ngặt". Trong khi đó những tinh trùng yếu hơn bị cuốn vào dòng nước chảy ngược về phía sau khi chúng đến quá gần.

"Giới hạn này sẽ ngăn chặn tinh trùng di chuyển chậm, giúp chọn tinh trùng có khả năng vận động cao nhất", ông Alireza Abbaspourrad nói.

Nghiên cứu chỉ rõ, tinh trùng e sợ khi đến gần các cổng hẹp trong đường sinh sản nữ, chẳng hạn như lỗ nhỏ từ tử cung đến ống dẫn trứng. Những chướng ngại vật này đặt ra một thách thức đặc biệt, nhất là khi chúng đang bơi ngược dòng. Do đó, tinh trùng còn phải "chiến đấu" với chất lỏng đang chảy ngược với mình.

"Dù cố gắng di chuyển nhanh để vượt qua nhưng nó bị đẩy về phía sau và bị một lực mạnh đánh vào", Science Advances giải thích.

Để kiểm tra hoạt động của tinh trùng khi đến các "giới hạn", Abbaspourrad và đồng nghiệp đã chế tạo một thiết bị gọi là "kênh dẫn vi lưu" rất nhỏ. Nó mô phỏng các điểm kín mà tinh trùng phải vượt qua.

Thiết bị có ba ngăn nhỏ hình mắt, mỗi ngăn cách nhau bởi một điểm hẹp. Sau đó các nhà nghiên cứu sắp xếp thiết bị để tinh trùng được tiêm vào đó phải bơi ngược dòng chống lại một chất lỏng di chuyển để đạt đến điểm giới hạn.

Trong quá trình thực hiện, cả tinh trùng ở người và loài bò đực đều bị mắc kẹt ở lối vào của một điểm giới hạn nghiêm ngặt. Chúng di chuyển theo hình 8 cạnh, hoặc hình con bướm, hướng về phía lối vào đó, trước khi bị cuốn ngược vào vách ngăn đối diện. Sau đó chúng lại bơi ngược về phía ban đầu chỉ để bị cuốn lại lần nữa.

Abbaspourrad ngạc nhiên khi tinh trùng di chuyển theo hình con bướm. Cách này giúp các cá thể tinh trùng tập hợp lại để di chuyển nhanh và lại gần điểm giới hạn cùng nhau hơn. Riêng tinh trùng chậm nhất lại bị cuốn theo dòng chảy ngược lại và bị tách ra. Tinh trùng cuối cùng bơi với tốc độ 84,2 mm mỗi giây vượt qua giới hạn trở thành những chú cá hồi bơi xuất sắc.

Theo Allan Pacey, giáo sư nghiên cứu về nam giới tại Đại học Sheffield, kết quả nghiên cứu cho thấy những tinh trùng nhanh nhất vì thế được xem là xuất sắc nhất mới có thể đi qua những điểm hẹp này để chống lại dòng chảy.

Điều này mang lại ý nghĩa sinh học hoàn hảo và giải thích thắc mắc làm thế nào đường sinh sản nữ có thể đảm bảo tinh trùng tốt nhất đến được buồng trứng.