游得最快的那个精子，眼巴巴地看着他兄弟和卵子牵手成功了！
错误的生殖理念持续了几百年
当科学还不能解释人类的生殖时，大多数人认为新生命是通过非生命物质自发产生的，也被称为自然发生论。直到17世纪中叶，这一认知有了少许改变，因为当时的自然哲学家们已经勉强能用肉眼看到女性的卵子。他们由此认为，一切生命都是神创造的，我们每一个人都存在于一个女性的卵子里，就像俄罗斯套娃一样。这种被称为“预先形成”的人类繁殖观点恰恰非常符合统治阶级的利益。
有人可能会认为，随着科学的发展，人们可以通过清晰的生物学视角粉碎俄罗斯套娃理论，但事实却恰恰相反——当研究人员不仅能够通过显微镜看到卵子，还能看到精子时，本就封建的预先形成理论演变成一种新的、更倾向于男权主义的政治幻想：哲学家和一些学者认为，卵子只是一个被动的容器，等待着充满活力的精子到来以触发卵子发育。那么精子呢？每个精子的顶端都有一个预先形成的“小人”。荷兰数学家、物理学家尼克拉斯·哈特索克（Nicolaas Hartsoeker）是螺杆筒显微镜的发明者，他在1695年第一次看到精子的时候，画出了他脑海中的“小人”形象。哈特索克当时承认，他并没有看到精子顶端的“小人”，但他确信它就在那里。
虽然更先进的显微镜证实以上观点的不实，但在某些方面并未发生太大改变，仍有一部分观点留存至今，比如说卵子是受精过程的被动参与者，等待着活跃的精子通过一场激烈的竞争与其结合。尽管很不幸，但这是可以理解的，因为普通大众已经能够接受这些错误的、带有性别歧视的范例和隐喻，但生物学家和内科医生对此难辞其咎。
1991年，在很多科学真相被确定很久以后，现就职于纽约大学的美国人类学家艾米莉·马丁（Emily Martin）描述了她称之为“科学童话”的故事——关于卵子和精子的图画表明，女性的生物进程不如男性那么重要，而且女性的价值要低于男性。例如，他们认为，卵巢在一生中只会消耗少量的启动卵子，而睾丸则会在一生中不断产生新的精子。在青春期产生的30万个卵子启动细胞中，只有400个成熟卵子会被释放出来，因此，卵子经常被描述为“浪费”，而人们很少用“浪费”来描述男性一生中产生的超过2万亿个精子。无论是在大众媒体还是科学媒体中，卵子和精子配对通常被描绘成一场巨大的马拉松游泳竞赛，最快、最适合的精子将获得卵子，且卵子作为这个冠军的奖励。这种叙述揭示了基于错误科学认知的男性幻想，是我们过去性别歧视偏见的留存物，不仅如此，我们不得不承认，这些有偏见的信息继续流传阻碍了男性和女性的关键生育治疗。
这些偏见是如何产生的呢？这就要从发展历史说起了。对生殖细胞和人体受孕过程的科学认识是最近才发展起来的。卵子是人体内最大的细胞，精子是人体最小的细胞。
直到1677年，荷兰的安东尼·范·列文虎克（Antonie van Leeuwenhoek）第一次在显微镜下观察到人类精子时，精子才被科学所知。
一个世纪以后，人们逐渐意识到精子需要给卵子受精。这一发现源于18世纪60年代，意大利牧师、科学家拉扎罗·斯帕兰扎尼（Lazzaro Spallanzani）对青蛙展开实验研究。他为雄性青蛙穿上紧身的塔夫绸裤子，结果发现，除非把精子注入周围的水中，否则卵子不会发育成蝌蚪。令人奇怪的是，在斯帕兰扎尼的青蛙实验之前，人们普遍认为（包括范·列文虎克），精子只是生活在人类精液中的微小寄生虫。
1827年，德国生物学家卡尔·安斯特·冯·贝尔（Karl Ernst von Baer）首次报告了人类和其他哺乳动物卵子的实际观察结果。大约在同一时间，人们意识到人类卵巢会产卵。
1876年，德国动物学家奥斯卡·赫特威格（Oscar Hertwig）用海胆展示了精子和卵子的融合。
受精的精子是“游泳冠军”？
众所周知，普通人想要正常生育，至少需要50%的精子成活率，也就是几乎一半的精子参与受精。人们倾向于把这一现象称之为“精子竞争”，也就是精子之间互相竞争使卵子受精的机会，甚至可能不止一个男性参与其中，这使得竞争更加激烈。就像彩票一样，你买的越多，就越有可能赢。
精子竞争的惊人例子在动物王国中确实比比皆是。作为人类的近亲，黑猩猩生活在各自的社会群体里，每个群体都有几个经常进行混杂交配的成年雄性，雌性依次与多个雄性交配。许多特征可以反映黑猩猩这种哺乳动物的精子产量特别高，比如明显的大睾丸，较快的精子生成速度，较高的精子数量，较大的精子中段（其包含很多线粒体，可用于生成射精所需能量），特别强劲的输精管，巨大的精囊和前列腺，以及大量的白血球（中和性传播的病原体）。精囊和前列腺共同产生精液，可以凝固在生殖道里，进而发挥“塞子”作用，暂时阻断其他精子的进入。
大众甚至很多科学家都认为，人类精子竞争应该与近亲黑猩猩的情况差不多，但却有证据表明二者有所不同。事实上，并没有令人信服的证据可以表明男性在生理上适应了精子竞争。黑猩猩的混杂交配及高精子产量与我们在其他灵长类动物身上（包括人类）看到的情况完全不一样。其他很多灵长类动物都生活在只有一个成年雄性的群体中，这里的雄性缺乏直接的竞争，因此睾丸都比较小。
人类婚配制度导致跟这类灵长类类似的情况。人类睾丸只有胡桃大小，大约是黑猩猩睾丸（相当于鸡蛋大小）的1/3。此外，黑猩猩的精液中形态异常精子的数量极少，但人类精液中含有大量的形态异常精子。在没有其他男性精子竞争的情况下，人类射精的质量控制似乎已经不那么严格了。
对于那些不经常有其他精子竞争的物种来说，遗传突变是精子数量庞大的唯一可能解释。在40多年前发表的几篇鲜有引用的论文中，英国伯明翰大学的生物学家杰克·科恩（Jack Cohen）指出，精子数量与精子产生过程中染色体复制有关。在减数分裂期间，原始生殖细胞分裂产生精子，成对的染色体发生交换（同源染色体断裂并通过相互再结合导致染色体节段交换）。科恩发现，不同物种的精子在生成过程中，精子数量随着染色体交换数量的增加而增长。染色体交换增加了遗传变异的可能性，是自然选择必不可少的“原料”。可以把精子生成看作彩票，只有印制出足够多的彩票（精子）以匹配可用的数字（不同的基因组合）。
一些发现也与公众普遍观点大相径庭，一直以为好像在进行奥林匹克竞赛的精子，实际上它是误打误撞上的！例如，大多数哺乳动物的精子实际上不会主动“游到”雌性的整个生殖道，更多的是“随波逐流”。令人吃惊的是，小型哺乳动物的精子往往比大型哺乳动物的精子长——老鼠的精子比鲸鱼的精子要长。但是，即使精子的大小是一样的，物种体积越大，精子游进一个卵子所需的时间也越长。事实上，老鼠的精子可以一直游进卵子中，但即使是体积较小的蓝鲸来说，在没有帮助的情况下，它的精子不可能在雌性生殖道中游进卵子，因为蓝鲸精子的“跑道”是老鼠的100倍。
因为阴道的酸性环境不利于精子存活太长时间，很多精子甚至不能进入宫颈，而且在穿过子宫颈时，很多逃离阴道的精子会被粘液粘住，包括那些形态异常的精子都会被困住。此外，成千上万的精子进入了被称为“宫颈粘膜隐窝”的侧通道，在那里它们可以存活几天（长久以来，人们一直认为人类精子在女性生殖道中只能存活两天。但从20世纪70年代中期开始，越来越多的证据表明，人类的精子至少可以存活5天，甚至可能长达10天或更长时间）相对较少的精子直接进入子宫，而在进入输卵管时，精子数量会进一步减少。一旦进入输卵管，精子就会暂时被束缚在内部表面，只有一些被释放并被允许接近卵子。
女性生殖系统示意图
事实上，在人类一次射精的2.5亿个精子中，只有几百个最终能“漂流”到输卵管深处的受精部位。精子通过女性生殖道更像是一个极具挑战性的军事障碍训练，而不是标准的游泳冲刺比赛。
精子在女性生殖道迁移的过程中数量逐步减少，到受精的时候，最初精液中只有不到百万分之一的精子围绕着卵子。形态异常的精子在过程中被逐渐淘汰，而卵子周围的幸存精子是完整精子的随机样本。
精子和卵子之间谜团还有很多
精子为什么会这么多？
随着显微镜的改进，科学家观察到，人类一次的射精量约为半茶匙，大约含有2.5亿个精子。但一个关键问题仍然没有答案：为什么需要这么多精子？事实上，研究表明，如果男性一次射精的精子数量不足1亿，女性的受孕率就会下降。
体外受精研究还发现，卵子周围只有2.5万精子时可以实现最佳受精率。体外受精时，会直接把精液注入子宫（可以避免精子数量在子宫颈上减少）。临床数据资料显示，在子宫中注入2000万个精子（不到平均射精量的十分之一）就足以达到常规的受孕率。过多过少，都会使受孕率下降。
如果最终为卵子受精的精子就像人类曾想象的那样，最终入驻的精子就是奥林匹克竞赛的冠军，这种说法解释不了一个事实：一次射精的精子数量太多了。
关于精子竞争的讨论通常只集中在精子数量的最大化上，可能忽略一个前提，生物学上往往涉及某种权衡。
为什么人类精液中含有大量结构异常的精子？（有明显的缺陷，如双尾或小头）
有假说认为，这些异常精子实际上在竞争中起到了不同的作用，比如阻止甚至杀死来自其他男性的精子。但这种说法一出现就饱受质疑。
宫颈粘液和子宫内精子储存量之间到底存在什么联系
关于人类子宫颈产生的粘液，已有很多研究。在所谓的自然避孕方法中，宫颈粘液分泌的稠度被当成关键指标。接近排卵期，宫颈粘液很薄，呈水状，质地光滑。精子被储存在粘液流动的宫颈粘膜隐窝中，但关于宫颈粘液和子宫内精子储存量之间的联系却鲜有研究。人类对这一过程的了解仅限于1980年以色列特拉维夫大学的妇科医生瓦茨拉夫·英斯来尔（Vaclav Insler）及其同事的一项研究：
英斯来尔和他的团队通过显微镜观察在宫颈粘膜隐窝处储存的精子。在受精后的2个小时内，精子就会在整个子宫颈中存在。宫颈粘膜隐窝的大小迥异，精子主要储存在较大的隐窝中。英斯来尔和同事计算了每个隐窝中含有的精子数量和精子密度。甚至在一些女性的子宫中，多达20万的精子被储存在宫颈粘膜隐窝中。
英斯来尔和同事还表示，直到受精后的第9天，宫颈粘液中仍能发现存活的精子。他们总结了既有的证据后指出，受精后的子宫颈成为了精子储存地，存活的精子逐渐释放出来，从而进入输卵管。这一引人注目的发现虽然被广泛引用，但在很大程度上被忽视了，而且再也没有进行过后续研究。
这些误区，别再踩！
误区1：自然避孕法不靠谱，精子存活期比你想象得长很多
曾因开发体外受精技术被授予2010年诺贝尔奖的罗伯特·爱德华兹爵士（Sir Robert Edwards），在他1980年发表的著作《女性受孕》（篇幅超过1000页）中提到了宫颈粘膜隐窝。从那以后，很多作者也曾简单谈及在这些宫颈粘膜隐窝中储存的精子。而精子的储存、逐渐释放对人类生殖有着重大影响。
至关重要的是，人们普遍认为，在月经周期中存在一个不易受孕的安全期，这是基于一个长期被接受的观点，即授精后精子仅能存活两天。而精子存活可能长达10天或更久，这从根本上否定了所谓的自然避孕方法。精子储存也与治疗不孕症直接相关。
误区2：男性在年老时保持完全的生育能力，不，突变太多了
事实上，大量证据表明，男性精子数量和质量随着年龄的增长而下降。此外，最近有消息称，精子突变积累的速度比卵子快4倍，所以老年男性的精子充满了风险。
在工业化社会，女性首次生育年龄越来越大，随之而来的是越来越多的生育问题。一种解决方案是采用非常昂贵的生育保护程序，即女性在年轻时取出卵子冷冻保存，供以后使用。但随着年龄增长，男性的生殖问题也日益增多，尤其是精子突变的快速积累，这在很大程度上被社会忽略了。对于暂时不想生育的夫妇来说，有一种非常有效、成本低、侵入性小的方法能够帮助减少未来生育问题，即储存男性年轻时的精液样本以供日后使用。
小时候，你问过妈妈，你是怎么生出来的吧？
妈妈的答案是不是：
大树丫上掉下来的，或小渔船上捡到的……
这些个说法后面隐藏着的“随机性”和
精子偶遇卵子的随机性竟如出一辙……
惊，妈妈们难不成是天生的生物学家？
记着，要听妈妈的话啊！
国庆节到了，记得回去看看爸妈！
资料来源：
The macho sperm myth（Aeon）
扩展阅读：