Категории: Новости

Ученые обнаружили, что сперма нарушает один из главных законов физики

Согласно новому исследованию, которое характеризует движение этих половых клеток и одноклеточных водорослей, человеческие сперматозоиды с помощью своих кнутообразных хвостов продвигаются сквозь вязкие жидкости, по-видимому, вопреки третьему закону движения Ньютона.

>

Кента Ишимото, учёный-математик из Киотского университета, и его коллеги исследовали эти невзаимные взаимодействия в сперматозоидах и других микроскопических биологических пловцах, чтобы выяснить, как они скользят сквозь вещества, которые теоретически должны сопротивляться их движению.

p>

Когда Ньютон придумал свои ныне знаменитые законы движения в 1686 году, он стремился объяснить взаимосвязь между физическим объектом и силами, действующими на него, с помощью нескольких четких принципов, которые, как оказалось, не обязательно применимы. микроскопическим клеткам, извивающимся в липкой жидкости.

Третий закон Ньютона можно резюмировать так: «На каждое действие существует равное и противоположное противодействие». Это означает особую симметрию в природе, где противоположные силы действуют друг против друга. В простейшем примере два шарика одинакового размера, сталкивающиеся при движении по земле, передают свою силу и отскакивают в соответствии с этим законом.

Однако природа хаотична, и не все физические системы связаны этим законом. симметрии. Так называемые невзаимные взаимодействия проявляются в неуправляемых системах, состоящих из стайных птиц, частиц в жидкости и плавающих сперматозоидов.

Эти подвижные агенты движутся таким образом, что демонстрируют асимметричное взаимодействие с животными, находящимися позади них, или с жидкости, которые их окружают, образуя лазейку для равных и противоположных сил, чтобы обойти третий закон Ньютона.

Потому что птицы и клетки генерируют собственную энергию, которая добавляется в систему с каждым взмахом крыльев или взмахом тела. их хвосты, система отодвинута далеко от равновесия, и те же правила не применяются.

Ишимото и его коллеги проанализировали экспериментальные данные о человеческой сперме, а также смоделировали движение зеленых водорослей, Chlamydomonas. Оба плавают, используя тонкие, гибкие жгутики, которые выступают из тела клетки и меняют форму или деформируются, продвигая клетки вперед.

Высоковязкие жидкости обычно рассеивают энергию жгутика, препятствуя образованию сперматозоидов или одноклеточных клеток. водоросли вообще не должны сильно двигаться. И все же каким-то образом эластичные жгутики могут продвигать эти клетки вперед, не вызывая реакции окружающей среды.

Исследователи обнаружили, что хвосты сперматозоидов и жгутики водорослей обладают «странной эластичностью», которая позволяет этим гибким придаткам хлестать. вокруг, не теряя при этом много энергии в окружающую жидкость.

Но это свойство странной упругости не полностью объясняет движение, вызванное волнообразным движением жгутиков. Поэтому в результате моделирования исследователи также вывели новый термин — нечетный модуль упругости — для описания внутренней механики жгутиков.

«От решаемых простых моделей к биологическим формам жгутиковых волн для хламидомонады и сперматозоидах, мы изучили модуль странного изгиба, чтобы расшифровать нелокальные, невзаимные внутренние взаимодействия внутри материала», — заключают исследователи.

Результаты могут помочь в разработке небольших самособирающихся роботы, имитирующие живые материалы, а методы моделирования можно использовать для лучшего понимания основных принципов коллективного поведения, добавляет команда.

Исследование опубликовано в PRX Life.

Виктория Ветрова

Космос полон тайн...

Недавние Посты

Тени Луны могли содержать микробы. Вот почему это беспокойство.

Могут ли микробы выжить в постоянно тенированных регионах (PSR) Луны? Осевой наклон. Это исследование может…

03.04.2025

Звезды тоже получают черви, и «песни» могут рассказать нам свою историю

«Музыка» станородок-огромные вибрации, вызванные разрывами пузырьков газа, которые волнуют по всему телам многих звезд-могут раскрыть…

03.04.2025

Паркер -зонд повторяет щетку с солнцем в Сорвиголова

Солнечный зонд Parker's NASA повторил свои рекордсменные показатели декабря 2024 года, провалившись в рамках ожапывающего…

02.04.2025

«Городской убийца» астероидный удар по-прежнему возможным (только не с землей)

Как раз тогда, когда вы думали, что можете расслабиться о предполагаемом «городском убийце» астероида 2024…

02.04.2025

Огромный 56-мильный разбил частиц возможен, говорит CERN Report

Европа лаборатория CERN заявила в понедельник, что подробный анализ не выявил никаких технических препятствий для…

01.04.2025

Новая «полудействие», наполовину огневая фаза вещества, скрывающаяся в магните

Экзотическое состояние материи было обнаружено, скрывающимся в предыдущем экзотическом состоянии, которое обнаружилось в магнитном соединении…

01.04.2025