ตัวอสุจิ

ตัวอสุจิ  คือเซลล์สืบพันธุ์เพศชาย ที่พบในระบบการสืบพันธุ์แบบแอนไอโซแกมี ซึ่งเป็นรูปแบบของการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศที่มีเซลล์สืบพันธุ์เพศหญิงขนาดใหญ่และเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ขนาดเล็กกว่า โดยในสัตว์ ตัวอสุจิมีความสามารถในการเคลื่อนที่ด้วยหางที่เรียกว่า แฟลเจลลัม และเรียกว่า สเปอร์มาโทซูน ขณะที่สาหร่ายสีแดงบางชนิดและเห็ดรา ผลิตตัวอสุจิที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้เรียกว่า สเปอร์มาเทีย ในพืชดอก ตัวอสุจิที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้จะอยู่ภายในละอองเรณู ในขณะที่พืชชั้นต่ำบางกลุ่ม เช่น เฟิร์น และ พืชเมล็ดเปลือยบางชนิด ยังคงมีตัวอสุจิที่สามารถเคลื่อนที่ได้
ตัวอสุจิถูกสร้างขึ้นในกระบวนการที่เรียกว่า การสร้างสเปิร์ม ซึ่งในสัตว์กลุ่มแอมนิโอต (สัตว์เลื้อยคลานและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) กระบวนการนี้เกิดขึ้นภายในหลอดสร้างอสุจิของอัณฑะ กระบวนการดังกล่าวประกอบด้วยการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดของตัวอสุจิหลายระยะ โดยเริ่มจาก เซลล์ต้นกำเนิดตัวอสุจิ (spermatogonium) ซึ่งจะเปลี่ยนสภาพไปเป็น สเปอร์มาโทไซต์ (spermatocytes) จากนั้นสเปอร์มาโทไซต์จะเข้าสู่กระบวนการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส ซึ่งเป็นการลดจำนวนโครโมโซมลงครึ่งหนึ่ง ส่งผลให้เกิดเซลล์ที่เรียกว่า สเปอร์มาทิด (spermatids) โดยสเปอร์มาทิดจะเข้าสู่กระบวนการเจริญเติบโตและเปลี่ยนแปลงรูปร่าง โดยในสัตว์ สเปอร์มาทิดจะสร้างหางหรือแฟลเจลลัม ซึ่งทำให้ตัวอสุจิมีความสามารถในการเคลื่อนที่และกลายเป็นตัวอสุจิที่เจริญเต็มที่ กระบวนการทั้งหมดนี้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง และใช้เวลาประมาณ 3 เดือนจึงจะแล้วเสร็จ
ตัวอสุจิไม่สามารถแบ่งตัวได้และมีอายุจำกัด แต่หลังจากที่หลอมรวมกับเซลล์ไข่ในกระบวนการปฏิสนธิ จะก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตใหม่ โดยเริ่มต้นจากไซโกตที่มีศักยภาพ (totipotent zygote) ตัวอสุจิของมนุษย์เป็นเซลล์ที่มีโครโมโซมหนึ่งชุด กล่าวคือ มีจำนวนโครโมโซม 23 แท่ง ซึ่งจะรวมกับโครโมโซมอีก 23 แท่งของเซลล์ไข่เพศหญิง กลายเป็นเซลล์ที่มีโครโมโซมสองชุด รวมทั้งหมด 46 แท่ง ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ตัวอสุจิจะถูกเก็บอยู่ในเอพิดิไดมิส และจะถูกปล่อยออกมาพร้อมกับน้ำอสุจิผ่านทางองคชาตในระหว่างกระบวนการหลั่งน้ำอสุจิ
คำว่า อสุจิ มาจากภาษาบาลี มีความหมายว่า ไม่สะอาด ไม่บริสุทธิ์ หรือ สกปรก ส่วนในภาษาอังกฤษตัวอสุจิ เรียกว่า "sperm" มีรากศัพท์มาจากภาษากรีกคำว่า σπέρμα ("sperma") ซึ่งมีความหมายว่า "เมล็ดพันธุ์"
วิวัฒนาการ.
โดยทั่วไปแล้วถือว่า การผสมพันธุ์รูปเหมือน (isogamy) เป็นบรรพบุรุษของตัวอสุจิและเซลล์ไข่ เนื่องจากไม่มีหลักฐานฟอสซิลที่สามารถยืนยันวิวัฒนาการของตัวอสุจิและเซลล์ไข่จากการผสมพันธุ์รูปเหมือน จึงมีการเน้นการใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของตัวอสุจิ
มีสมมติฐานที่แพร่หลายซึ่งกล่าวว่า ตัวอสุจิวิวัฒนาการอย่างรวดเร็ว แต่ยังไม่มีหลักฐานตรงที่ชี้ชัดว่าตัวอสุจิวิวัฒนาการในอัตราที่รวดเร็ว หรือวิวัฒนาการก่อนลักษณะเฉพาะอื่น ๆ ของเพศชาย
ตัวอสุจิในสัตว์.
หน้าที่.
หน้าที่หลักของตัวอสุจิคือการไปถึงเซลล์ไข่และหลอมรวมกับเซลล์ไข่เพื่อถ่ายทอดโครงสร้างระดับเซลล์ย่อยสองชนิด ได้แก่ (i) โปรนิวเคลียสเพศชาย ซึ่งบรรจุข้อมูลทางพันธุกรรม และ (ii) เซนทริโอล ซึ่งเป็นโครงสร้างที่ช่วยในการจัดระเบียบไมโครทิวบูลไซโทสเกเลตัน#เปลี่ยนทาง 
ดีเอ็นเอในนิวเคลียสของเซลล์อสุจิเป็นแบบมีโครโมโซมหนึ่งชุด กล่าวคือ เซลล์อสุจิจะถ่ายทอดเพียงสำเนาหนึ่งของแต่ละคู่โครโมโซมจากฝ่ายบิดา เซลล์ไมโทคอนเดรียในตัวอสุจิมนุษย์มีดีเอ็นเอเพียงเล็กน้อย เนื่องจากดีเอ็นเอของไมโทคอนเดรียจะถูกทำลายขณะตัวอสุจิกำลังเจริญเติบโต ดังนั้นตัวอสุจิจึงโดยปกติแล้วจะไม่ถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมใด ๆ ให้กับลูกหลานของตน
กายวิภาค.
ตัวอสุจิของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถแบ่งออกเป็น 2 ส่วนที่เชื่อมต่อกันด้วยคอ:
ในกระบวนการปฏิสนธิ ตัวอสุจิจะถ่ายทอดส่วนที่สำคัญ 3 ประการให้กับเซลล์ไข่ ได้แก่ (1) สารให้สัญญาณหรือสารกระตุ้น ซึ่งทำให้เซลล์ไข่ที่อยู่ในสภาวะหยุดการทำงานทางเมแทบอลิซึมถูกกระตุ้นให้เริ่มทำงาน (2) จีโนม จากฝ่ายบิดาในรูปแบบมีโครโมโซมหนึ่งชุด (3) เซ็นทริโอล ซึ่งมีหน้าที่ในการสร้างเซนโทรโซมและระบบไมโครทิวบูล
ต้นกำเนิด.
ตัวอสุจิของสัตว์ถูกสร้างขึ้นผ่านกระบวนการการสร้างสเปิร์ม ภายในต่อมบ่งเพศของเพศชาย (อัณฑะ) โดยการแบ่งเซลล์แบบไมโอซิส กระบวนการเริ่มต้นของตัวอสุจิใช้เวลาประมาณ 70 วันในการเสร็จสิ้น กระบวนการนี้เริ่มจากการผลิตเซลล์ต้นกำเนิดตัวอสุจิ (spermatogonia) จากเจิร์มเซลล์ต้นกำเนิด ซึ่งจะมีการแบ่งตัวและเปลี่ยนสภาพไปเป็น สเปอร์มาโทไซต์ (spermatocytes) ที่จะผ่านกระบวนการไมโอซิสเพื่อเป็น สเปอร์มาทิด (spermatids) ในระยะของสเปอร์มาทิด ตัวอสุจิจะเริ่มพัฒนาหางที่เราเห็นกันในสภาพปกติ จากนั้นในระยะที่เป็นตัวอสุจิที่สมบูรณ์จะใช้เวลาประมาณ 60 วัน ซึ่งในที่สุดจะกลายเป็น สเปอร์มาโทซูน (spermatozoan) เซลล์อสุจิจะถูกขับออกจากร่างกายของเพศชายในรูปของของเหลวที่เรียกว่า น้ำอสุจิ เซลล์อสุจิมนุษย์สามารถมีชีวิตอยู่ภายในทางเดินสืบพันธุ์ของเพศหญิงได้นานกว่า 5 วันหลังการมีเพศสัมพันธ์ น้ำอสุจิถูกผลิตขึ้นในถุงน้ำอสุจิ ต่อมลูกหมาก และ ต่อมยูรีทรัล
ในปี พ.ศ. 2559 นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยการแพทย์หนานจิง ได้ประกาศว่าพวกเขาสามารถผลิตเซลล์เทียมที่มีลักษณะคล้ายกับสเปอร์มาทิดของหนูจากเซลล์ต้นกำเนิดจากเอ็มบริโอของหนู โดยพวกเขาได้ฉีดสเปอร์มาทิดเหล่านี้เข้าไปในเซลล์ไข่ของหนูและสามารถผลิตลูกหนูได้
คุณภาพของตัวอสุจิ.
ปริมาณและคุณภาพของตัวอสุจิคือตัวแปรหลักในคุณภาพน้ำอสุจิ ซึ่งเป็นตัวชี้วัดความสามารถของน้ำอสุจิในการทำให้เกิดการปฏิสนธิ ดังนั้น ในมนุษย์จึงเป็นตัวชี้วัดความสามารถในการเจริญพันธุ์ของผู้ชาย คุณภาพทางพันธุกรรมของตัวอสุจิ รวมถึงปริมาณและการเคลื่อนที่มักจะลดลงตามอายุ การแตกของดีเอ็นเอในสองสายในตัวอสุจิจะเพิ่มขึ้นตามอายุ นอกจากนี้ อะพอพโทซิสจะลดลงตามอายุ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า การเพิ่มขึ้นของดีเอ็นเอที่ได้รับความเสียหายในอสุจิเมื่อผู้ชายมีอายุมากขึ้นเกิดขึ้นบางส่วนจากผลของการคัดเลือกเซลล์ที่ไม่ค่อยมีประสิทธิภาพ (อะพอพโทซิส) ที่เกิดขึ้นในระหว่างหรือหลังจากกระบวนการสร้างสเปิร์ม
ความเสียหายของดีเอ็นเอที่ปรากฏในตัวอสุจิในระยะหลังจากไมโอซิสแต่ก่อนการปฏิสนธิ อาจได้รับการซ่อมแซมในเซลล์ไข่ที่ได้รับการปฏิสนธิแล้ว แต่หากไม่ได้รับการซ่อมแซม อาจมีผลเสียหายที่รุนแรงต่อความสามารถในภาวะเจริญพันธุ์และตัวอ่อนที่กำลังพัฒนา ตัวอสุจิมนุษย์มีความอ่อนไหวเป็นพิเศษต่อการโจมตีของอนุมูลอิสระและการเกิดความเสียหายของดีเอ็นเอจากออกซิเดชั่น เช่น ความเสียหายจาก 8-ออกโซ-2'-ดีออกซิกูอะโนไซน์
ระยะหลังไมโอซิสของกระบวนการสร้างสเปิร์มของหนู มีความอ่อนไหวต่อสารก่อมะเร็งที่เป็นพิษต่อพันธุกรรมจากสิ่งแวดล้อม เนื่องจากในขณะที่เซลล์สืบพันธุ์เพศชายกำลังสร้างอสุจิที่สมบูรณ์ พวกมันจะสูญเสียความสามารถในการซ่อมแซมความเสียหายของดีเอ็นเออย่างค่อยเป็นค่อยไป การฉายรังสีที่หนูตัวผู้ในระยะสุดท้ายของการสร้างสเปิร์มสามารถก่อให้เกิดความเสียหายที่ยังคงอยู่ได้อย่างน้อย 7 วันในเซลล์อสุจิที่ใช้ในการปฏิสนธิ และการทำลายกระบวนการซ่อมแซมดีเอ็นเอในสองสายของหนูตัวเมียสามารถเพิ่มความผิดปกติของโครโมโซมในตัวอสุจิได้ การรักษาหนูตัวผู้ด้วยเมลฟาลาน ซึ่งเป็นสารประกอบไบฟังก์ชันที่ใช้ในการบำบัดด้วยเคมีบำบัด สามารถก่อให้เกิดความเสียหายของดีเอ็นเอในระหว่างไมโอซิสที่อาจยังคงอยู่ในสถานะที่ไม่ได้รับการซ่อมแซมขณะที่เซลล์สืบพันธุ์เดินผ่านระยะที่มีความสามารถในการซ่อมแซมดีเอ็นเอในกระบวนการพัฒนาของการสร้างสเปิร์ม ความเสียหายของดีเอ็นเอที่ไม่ได้รับการซ่อมแซมในตัวอสุจิหลังการปฏิสนธิสามารถทำให้ลูกหลานมีความผิดปกติต่าง ๆ ได้
ขนาดของตัวอสุจิ.
ขนาดของตัวอสุจิเกี่ยวข้องกับคุณภาพของตัวอสุจิในสัตว์บางชนิด ตัวอย่างเช่น ตัวอสุจิของแมลงวันทองบางสายพันธุ์ ("Drosophila") ยาวถึง 5.8 เซนติเมตร ซึ่งยาวกว่าตัวแมลงวันเองประมาณ 20 เท่า ตัวอสุจิที่ยาวกว่ามักมีประสิทธิภาพดีกว่าในการขับไล่ตัวอสุจิจากคู่แข่งออกจากช่องรับอสุจิของเพศเมีย ประโยชน์ที่เพศเมียได้รับคือ จะได้ตัวผู้ที่แข็งแรงที่มีพันธุกรรม "ดี" ซึ่งสามารถผลิตตัวอสุจิที่ยาวและมีปริมาณเพียงพอในการแข่งขันกับตัวอสุจิจากคู่แข่งได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่านั้น
ตัวอสุจิมนุษย์ในด้านตลาด.
ธนาคารอสุจิบางแห่งสามารถเก็บตัวอสุจิได้สูงสุดถึง 170 ลิตร (37 แกลลอนอิมพีเรียล หรือ 45 แกลลอนสหรัฐฯ)
นอกจากการหลั่งน้ำอสุจิแล้ว ยังสามารถสกัดตัวอสุจิได้ผ่านกระบวนการสกัดตัวอสุจิจากอัณฑะด้วย
ในตลาดโลก ประเทศเดนมาร์กมีระบบการส่งออกตัวอสุจิมนุษย์ที่พัฒนามาอย่างดี ความสำเร็จนี้ส่วนใหญ่เกิดจากชื่อเสียงของผู้บริจาคตัวอสุจิจากเดนมาร์กที่มีคุณภาพสูง และแตกต่างจากกฎหมายในประเทศนอร์ดิกอื่น ๆ ที่ให้ผู้บริจาคมีตัวเลือกในการเลือกว่าจะเป็นผู้บริจาคที่ไม่เปิดเผยตัวตนหรือเปิดเผยตัวตนต่อคู่รักที่รับการบริจาค นอกจากนี้ ผู้บริจาคตัวอสุจิจากนอร์ดิกมักมีส่วนสูงที่สูงและมีการศึกษาระดับสูง และมีแรงจูงใจในการบริจาคที่มีลักษณะเป็นการช่วยเหลือผู้อื่น ส่วนหนึ่งเนื่องจากการชดเชยทางการเงินที่ค่อนข้างต่ำในประเทศนอร์ดิก ประเทศมากกว่า 50 ประเทศทั่วโลกเป็นผู้นำเข้าตัวอสุจิจากเดนมาร์ก เช่น ปารากวัย แคนาดา เคนยา และฮ่องกง อย่างไรก็ตาม ในสหรัฐอเมริกา องค์การอาหารและยาสหรัฐ (FDA) ได้ห้ามการนำเข้าตัวอสุจิจากต่างประเทศ โดยให้เหตุผลว่ามีความเสี่ยงในการถ่ายทอดโรคสมองฝ่อ (Creutzfeldt–Jakob) แม้ว่าในความเป็นจริงความเสี่ยงนี้ค่อนข้างต่ำ เนื่องจากกระบวนการการปฏิสนธิเทียมแตกต่างจากเส้นทางการถ่ายทอดโรคสมองฝ่อ ความชุกของโรคสมองฝ่อในผู้บริจาคมีอัตราสูงสุดเพียงหนึ่งในล้าน และหากผู้บริจาคเป็นพาหะ โปรตีนที่ก่อให้เกิดโรคก็ยังต้องข้ามโครงสร้างกั้นระหว่างเลือดกับอัณฑะเพื่อให้เกิดการก่อโรค
สำหรับในประเทศไทย การซื้อขายน้ำอสุจิเป็นการกระทำที่ไม่ชอบด้วยกฎหมาย ควบคุมโดยพระราชบัญญัติคุ้มครองเด็กที่เกิดโดยอาศัยเทคโนโลยีช่วยการเจริญพันธุ์ทางการแพทย์ พ.ศ. 2558 มาตรา 41 ซึ่งห้ามไม่ให้มีการซื้อ เสนอซื้อ ขาย นำเข้า หรือส่งออก ทั้งอสุจิ เซลล์ไข่ และตัวอ่อน ซึ่งผู้ฝ่าฝืนต้องระวางโทษจำคุกไม่เกิน 3 ปี หรือปรับไม่เกิน 60,000 บาท หรือทั้งจำทั้งปรับ สำหรับการบริจาคอสุจินั้นสามารถกระทำได้ แต่ต้องอยู่บนพื้นฐานของการบริจาคโดยสมัครใจ ไม่มีการเรียกรับผลประโยชน์ และต้องดำเนินการผ่านสถานพยาบาลที่ได้รับอนุญาตโดยกระทรวงสาธารณสุข และผู้รับบริจาคต้องเป็นคู่สมรสที่จดทะเบียนตามกฎหมายเท่านั้น
ประวัติศาสตร์.
ตัวอสุจิถูกการสังเกตเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1677 โดยอันโตนี ฟัน เลเวินฮุก ด้วยการใช้กล้องจุลทรรศน์ โดยเขาได้บรรยายลักษณะของตัวอสุจิว่าเป็นสัตว์ที่มีขนาดเล็กมาก ซึ่งน่าจะสะท้อนถึงความเชื่อของเขาในแนวคิดก่อนการพัฒนา (preformationism) ที่เชื่อว่าภายในตัวอสุจิแต่ละตัวมีมนุษย์ขนาดจิ๋วที่สมบูรณ์อยู่ภายในแล้ว
การวิเคราะห์ทางนิติวิทยาศาสตร์.
ของเหลวที่เกิดจากการหลั่งน้ำอสุจิสามารถตรวจพบได้โดยใช้แสงอัลตราไวโอเลต โดยไม่ขึ้นอยู่กับโครงสร้างหรือสีของพื้นผิวที่ตรวจสอบ ส่วนหัวของตัวอสุจิ เช่น จากตัวอย่างป้ายเก็บจากช่องคลอด ยังคงสามารถตรวจพบได้โดยการใช้จุลทรรศนศาสตร์ร่วมกับวิธีการย้อมสีที่เรียกว่า "สีย้อมต้นคริสต์มาส" (Christmas Tree Stain) ซึ่งก็คือเทคนิคการย้อมสีด้วยสาร Kernechtrot-Picroindigocarmine (KPIC)
ตัวอสุจิในพืช.
ตัวอสุจิในสาหร่ายและพืชแกมีโทไฟต์หลายชนิดจะถูกสร้างในอับเซลล์สืบพันธุ์เพศชาย (แอนเทอริเดียม) ผ่านการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส ในพืชดอก นิวเคลียสของตัวอสุจิจะถูกสร้างขึ้นภายในละอองเรณู
ตัวอสุจิที่เคลื่อนไหวได้.
ตัวอสุจิที่เคลื่อนไหวได้โดยปกติจะเคลื่อนที่ผ่านการใช้แฟลเจลลัมและต้องการสื่อกลางที่เป็นน้ำเพื่อว่ายน้ำไปยังไข่เพื่อการปฏิสนธิ ในสัตว์ ส่วนใหญ่พลังงานสำหรับการเคลื่อนไหวของตัวอสุจิจะมาจากการเผาผลาญฟรักโทสที่อยู่ในน้ำของถุงน้ำอสุจิ (seminal fluid) กระบวนการนี้เกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียที่ตั้งอยู่ในส่วนกลางของตัวอสุจิ (ที่ฐานของหัวตัวอสุจิ) เซลล์เหล่านี้ไม่สามารถว่ายน้ำถอยหลังได้เนื่องจากลักษณะของการขับเคลื่อนของมัน ตัวอสุจิที่มีแฟลเจลลัมเดียวในสัตว์เรียกว่า สเปอร์มาโทซูน และมีขนาดแตกต่างกันไป[ต้องการอ้างอิง]
ตัวอสุจิที่เคลื่อนไหวได้ยังถูกผลิตโดยโพรทิสต์หลายชนิดและแกมีโทไฟต์ของไบรโอไฟต์ เฟิร์น และพืชบางชนิดในกลุ่มพืชเมล็ดเปลือย เช่น พืชพวกปรง และ แปะก๊วยกิงโกะ ตัวอสุจิเป็นเซลล์ที่มีแฟลเจลลัมเดียวในวงจรชีวิตของพืชเหล่านี้ ในเฟิร์นและไลโคไฟต์หลายชนิด พืชพวกปรง และแปะก๊วยกิงโกะจะมีแฟลเจลลัมหลายเส้น (มากกว่าหนึ่งแฟลเจลลัม)
ในนีมาโทดา ตัวอสุจิจะมีลักษณะแบบอะมีบอยด์และเคลื่อนที่โดยการคลาน แทนที่จะว่ายน้ำไปยังเซลล์ไข่
ตัวอสุจิที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้.
ตัวอสุจิที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้เรียกว่า สเปอร์มาเทีย ซึ่งเป็นตัวอสุจิที่ไม่มีแฟลเจลลัม จึงไม่สามารถว่ายน้ำได้ โดยสเปอร์มาเทียจะถูกสร้างขึ้นภายในโครงสร้างที่เรียกว่าอับเซลล์สืบพันธุ์
เนื่องจากสเปอร์มาเทียไม่สามารถเคลื่อนที่เองได้ จึงต้องพึ่งพาสภาพแวดล้อมในการพาพวกมันไปยังเซลล์ไข่ ตัวอย่างเช่น สาหร่ายสีแดงบางชนิด เช่น "Polysiphonia" สร้างสเปอร์มาเทียที่ไม่สามารถเคลื่อนไหวได้ ซึ่งจะแพร่กระจายโดยกระแสน้ำหลังจากที่ถูกปล่อยออกมา สำหรับราสนิม สเปอร์มาเทียจะถูกเคลือบด้วยสารเหนียว และผลิตในโครงสร้างรูปขวดที่มีน้ำต้อย ซึ่งจะดึงดูดแมลงวันมาช่วยนำสเปอร์มาเทียไปยังใยราที่อยู่ใกล้เคียง เพื่อให้เกิดการปฏิสนธิ กลไกนี้คล้ายคลึงกับการถ่ายเรณูอาศัยแมลงในพืชดอก
สเปอร์มาเทียของเชื้อรา (ซึ่งบางครั้งเรียกว่า ไพคนิโอสปอร์ (pycniospores) โดยเฉพาะในอันดับ Uredinales) อาจเกิดความสับสนกับโคนิเดียได้ โดยโคนิเดียมเป็นสปอร์ที่สามารถงอกเป็นสิ่งมีชีวิตใหม่ได้โดยไม่ต้องอาศัยการปฏิสนธิ ในขณะที่สเปอร์มาเทียเป็นเซลล์สืบพันธุ์ที่จำเป็นต้องใช้ในการปฏิสนธิ อย่างไรก็ตาม ในเชื้อราบางชนิด เช่น "Neurospora crassa" สเปอร์มาเทียจะเหมือนกับไมโครโคนิเดีย (microconidia) ซึ่งสามารถทำหน้าที่ได้ทั้งในการปฏิสนธิและการก่อกำเนิดสิ่งมีชีวิตใหม่โดยไม่ต้องอาศัยการปฏิสนธิ
นิวเคลียสของตัวอสุจิ.
ในพืชบกเกือบทุกชนิด รวมถึงพื้นเมล็ดเปลือยส่วนใหญ่และพืชดอกทั้งหมด เกมีโทไฟต์เพศผู้ (ละอองเรณู) เป็นรูปแบบหลักในการแพร่กระจายโดยอาศัยลม หรือตัวกลางอย่างแมลงช่วยผสมเกสร ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้น้ำเป็นสื่อกลางระหว่างเพศผู้และเพศเมีย เรณูแต่ละเม็ดจะบรรจุเซลล์กำเนิดเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ (generative cell) ไว้ เมื่อเรณูตกลงบนยอดเกสรเพศเมียของดอกที่อยู่ในระยะรับเรณู มันจะงอกและเริ่มสร้างหลอดเรณูที่เจริญทะลุผ่านรังไข่ของดอก ก่อนที่หลอดนี้จะถึงออวุล นิวเคลียสของเซลล์กำเนิดจะมีการแบ่งตัวและก่อกำเนิดเป็นนิวเคลียสของตัวอสุจิ 2 นิวเคลียส ซึ่งจะถูกส่งผ่านหลอดเรณูเข้าสู่ออวุลเพื่อการปฏิสนธิ
ในโพรทิสต์บางชนิด การปฏิสนธิก็เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของนิวเคลียสของตัวอสุจิแทนที่จะเป็นตัวอสุจิเองที่เคลื่อนที่ โดยไปยังเซลล์ไข่ผ่านทางหลอดปฏิสนธิ โอไมซีต (oomycetes) สร้างนิวเคลียสของอสุจิภายในมวลเซลล์รวมแบบแอนเทอริดิอัมแบบ (syncytial antheridium) ซึ่งล้อมรอบเซลล์ไข่ไว้ โดยนิวเคลียสของอสุจิจะเคลื่อนที่ผ่านหลอดปฏิสนธิเข้าไปยังเซลล์ไข่ กลไกนี้มีความคล้ายคลึงกับกระบวนการของหลอดเรณูในพืช
เซนทริโอลของตัวอสุจิ.
ตัวอสุจิส่วนใหญ่มีเซนทริโอลอยู่บริเวณคอของอสุจิ (sperm neck) โดยในสัตว์หลายชนิด ตัวอสุจิมีเซนทริโอลแบบทั่วไปอยู่สองอัน ได้แก่ เซนทริโอลใกล้ศูนย์กลาง และเซนทริโอลไกลศูนย์กลาง อย่างไรก็ตาม สัตว์บางชนิด เช่น มนุษย์และโค มีเพียงเซนทริโอลแบบทั่วไปเพียงอันเดียวคือเซนทริโอลใกล้ศูนย์กลางและมีอีกหนึ่งเซนทริโอลที่มีโครงสร้างผิดแปลกไปจากแบบทั่วไป ในหนูและหนูแรทไม่พบเซนทริโอลที่สามารถจำแนกได้อย่างชัดเจนในตัวอสุจิ ส่วนในแมลงวันทอง ("Drosophila melanogaster") มีเซนทริโอลเพียงอันเดียวและมีอีกอันหนึ่งที่เรียกว่าเซนทริโอลคล้ายโปรซิมอลซึ่งมีลักษณะโครงสร้างเฉพาะตน
การก่อตัวของหางของตัวอสุจิ.
หางของตัวอสุจิเป็นโครงสร้างพิเศษประเภทหนึ่งของซีเลีย หรือที่เรียกอีกชื่อหนึ่งว่าแฟลเจลลัม ในสัตว์หลายชนิด หางตัวอสุจิจะก่อตัวขึ้นผ่านกระบวนการเฉพาะที่เรียกว่า cytosolic ciliogenesis ซึ่งเป็นกระบวนการที่แอกโซนีมซึ่งเป็นโครงสร้างหลักของหางอสุจิ ถูกสร้างขึ้นภายในไซโทพลาซึมหรือได้รับการเปิดเผยให้สัมผัสกับไซโตพลาซึม