真核生物纤毛和鞭毛的协调运动是自然界中连接分子和微观尺度的自发波产生的原型，鞭毛是一种运动的细胞附属物，广泛存在于多种真核生物中，对几乎所有物种的繁殖都至关重要。

　　到目前为止，人类精子一直被认为是通过简单地左右对称移动鞭毛来向前游的。值得注意的是，自从17世纪列文虎克Leeuwenhoek发明显微镜后，将人类精子描述为“一条小蝌蚪像蛇一样弯曲运动”，在人类繁衍生息中发挥着重要作用。

　　然而，300多年后的今天，科学家们发现这是一种错觉。

　　7月31日，布里斯托大学的Hermes Gadelha博士，墨西哥国立自治大学的Gabriel Corkidi博士和Alberto Darszon博士采用先进的3-D显微镜和数学技术，率先重建了真正的机芯3D精子尾巴，揭示了精子尾巴实际上是摇晃的，但只在一侧摆动。虽然这本应意味着精子的单侧游动会使它不停绕圈，但精子已经适应并找到了一种并向前游泳的聪明方法。

　　相关论文发表在Science Advances上，题目为“Human sperm uses asymmetric and anisotropic flagellar controls to regulate swimming symmetry and cell steering”

　　研究中使用了一种能够在一秒内能记录超过55,000帧的高速相机，以及带有压电装置的显微镜载物台，以极高的速率上下移动样品，他们能够自由地扫描3-D游动的精子。

　　结果发现，在3D视野下，人类精子鞭毛旋转细胞在四面均匀跳动。实验中研究了两组低粘度自由游动精子：

　　(1)靠近盖片的游动精子和(2)远离盖片的游动精子。

　　鞭毛节拍的特点是围绕游泳方向有独特的滚动运动。精子鞭毛的联合滚动和平移运动导致鞭毛中点的螺旋轨迹具有保守的特性(红色痕迹)。虽然从前端观察时所有的自由游泳细胞都是逆时针滚动的。并且观察到所有精子的运动类似于进动旋转的顶部，在旋转顶部中，头部围绕精子纵轴旋转，称为旋转，与鞭毛绕游泳轴滚动同时进行，且独立于鞭毛旋转。

　　此外，还证实了人类精子以各向异性和不对称的方式跳动。

　　对比了鞭毛节拍，从旋转参照系(上排)和旋转-滚动参照系(下排)看。图e显示了鞭毛跳动的真实性质，从精子的角度来看，没有受到任何游动和滚动运动的影响。旋转参照系显示鞭毛拍子是各向异性的，即由“b面”(蓝色面)和“z面”(红色面)表示的每个横向(垂直拍面)上的波型特征明显不同。比较图e中蓝色和红色平面上的浅灰色区域。拍击在b平面上高度不对称，其特征是一个独特的左右对称断裂，类似于一个“C”形(图e蓝色平面)。

　　列文虎克对精子前进的描述为：“用二维显微镜从上方观察时，精子快速而高度同步地旋转会产生幻觉，尾巴似乎具有左右对称的运动，就像在水中的鳗鱼一样”。而如今利用更为先进的3D显微镜观察到，人类精子在前进时会翻滚，就像嬉戏的水獭在水中用软木塞拧水一样，精子已经开发出一种游泳技术来弥补它们的不平衡性，它们会向前游。