Sperm yasayı çiğnerken yakalandı – Newton’un üçüncü hareket yasası

Fizik yasaları, kayaların dengelenmesinden Seinfeld dairesine ve şimdi de insan spermine kadar her türlü şey tarafından ihlal edildi (veya ihlal edilmiş gibi görünüyor). En son kanunları çiğneyen kişiler, yüzerken çevrelerinden hiçbir tepki almayacak şekilde vücutlarını deforme ederek Newton’un üçüncü hareket kanununa meydan okuyorlar.

Newton’un üçüncü yasası, bir cisim başka bir cisme kuvvet uyguladığında, ikinci cismin de ona eşit ve zıt bir kuvvet uyguladığını belirtir. Başka bir deyişle: “Her etkiye karşılık eşit ve zıt bir tepki vardır.” Ancak sperm gibi biyolojik yüzücüler için durum böyle olmayabilir.

Yeni bir çalışmada bilim insanları analiz etti Klamidomonas Algler ve insan sperm hücreleri üzerindeki veriler, Newton’un üçüncü yasasıyla çelişen ve “bireysel esneklik” adını verdikleri karşılıklı olmayan mekanik etkileşimleri tanımlar.

Bunların her ikisi de Klamidomonas Sperm hücreleri hareket etmek için flagella adı verilen saç benzeri uzantıları kullanır. Hücreden neredeyse bir kuyruk gibi çıkıntı yaparlar ve bu, çevredeki sıvıyla etkileşime girdikçe şekil değiştirerek onları ileri doğru itmeye yardımcı olur. Bunu karşılıklı olmayan bir şekilde yaparlar, bu da çevrelerinden eşit ve zıt bir tepki almadıkları ve dolayısıyla Newton’un üçüncü yasasını ihlal ettikleri anlamına gelir.

Ancak flagellar esneklik bir hücrenin nasıl hareket edebildiğini tam olarak açıklamaz ve işte bu noktada garip esneklik devreye giriyor. Bu, hücrelerin çevrelerine çok fazla enerji harcamadan flagellalarını titreştirmesine olanak tanır, aksi takdirde hareketlerini engeller. .

Bir hücrenin bireysel elastikiyet derecesi (veya bireysel elastikiyet modülü) ne kadar yüksek olursa, flagellum önemli bir enerji kaybı olmadan o kadar fazla dalgalanabilir ve dolayısıyla hücre, fiziğe meydan okuyacak şekilde ileri doğru hareket etme kabiliyetine sahip olur.

Sperm ve algler flagellaya sahip olan tek hücreler değildir; birçok mikroorganizma flagellaya sahiptir (bakterileri küçük davul çalıyormuş gibi gösterebilirler) ve bu da diğer kuralları çiğneyenlerin muhtemelen keşfedileceği anlamına gelir. Araştırmanın arkasındaki ekip, karşılıklı olmayan hareket edebilen hücreleri veya diğer organizmaları anlama ve sınıflandırma yeteneğinin çok faydalı olabileceğini söyledi. yeni Dünya.

Araştırmanın yazarlarından Japonya’daki Kyoto Üniversitesi’nden Kenta Ishimoto’ya göre, yaklaşımları Newton’un üçüncü yasasını kırma potansiyeline sahip küçük, esnek robotların tasarlanmasına da yardımcı olabilir.

Ayrıca, bireysel elastik modülün herhangi bir kapalı döngü sistemi için hesaplanabildiği, bunun da aktif elastik membranlar ve toplu dinamikler de dahil olmak üzere çok çeşitli biyolojik verilere uygulanabileceği anlamına geldiğini yazarlar sonuç kısmında açıklıyor.

Yasaları çiğnemenin hiçbir zaman faydası olmadı.

Çalışma şurada yayınlandı: Hyatt PRX.