Spermie byly přistiženy při porušení zákona – třetího Newtonova zákona pohybu

Fyzikální zákony byly porušeny (nebo se zdá, že byly porušeny) nejrůznějšími věcmi, od balancování kamenů po Seinfeldův byt a nyní i lidskými spermiemi. Nejnovější porušovatelé zákona se vzpírají třetímu Newtonovu zákonu pohybu a deformují svá těla při plavání způsobem, který nevyvolává žádnou odezvu okolního prostředí.

Třetí Newtonův zákon říká, že když jedno těleso působí silou na jiné těleso, druhé těleso působí stejnou a opačnou silou zpět. Jinými slovy: „Na každou akci existuje stejná a opačná reakce.“ U biologických plavců, jako jsou spermie, to však nemusí platit.

V nové studii to vědci analyzovali Chlamydomonas Řasy a údaje o lidských spermiích identifikují nereciproční mechanické interakce, které nazývají „individuální plasticita“, což odporuje třetímu Newtonovu zákonu.

oba dva Chlamydomonas Spermie používají k pohybu vlasové přívěsky zvané bičíky. Vyčnívají z buňky, téměř jako ocas, což jim pomáhá pohánět je vpřed změnou tvaru při interakci s okolní tekutinou. Činí tak nerecipročním způsobem, což znamená, že nevyvolávají stejnou a opačnou reakci svého okolí, a proto porušují třetí Newtonův zákon.

Bičíková flexibilita však plně nevysvětluje, jak je buňka schopna se pohybovat, a právě zde vstupuje do hry podivná flexibilita. To umožňuje buňkám vibrovat bičíky, aniž by vynakládaly příliš mnoho energie na své okolí, které by jinak bránilo jejich pohybu. .

Čím vyšší je stupeň individuální elasticity buňky (nebo jednotlivého modulu pružnosti), tím více se může bičík vlnit bez významné ztráty energie, a tím je buňka schopnější pohybovat se vpřed – způsobem, který se vymyká fyzice.

Spermie a řasy nejsou jediné buňky, které mají bičíky – mnoho mikroorganismů má bičíky (mohou způsobit, že bakterie vypadají, jako by hrály na bubny) – což znamená, že bude pravděpodobně objeveno další porušení pravidel. Tým stojící za studií uvedl, že schopnost porozumět a klasifikovat buňky nebo jiné organismy schopné nerecipročního pohybu by mohla být velmi užitečná. Nový svět.

Jejich přístup by také mohl pomoci navrhnout malé, flexibilní roboty, kteří mají potenciál porušit třetí Newtonův zákon, tvrdí jeden z autorů studie, Kenta Ishimoto z Kyoto University v Japonsku.

Kromě toho lze individuální modul pružnosti vypočítat pro jakýkoli systém s uzavřenou smyčkou, což znamená, že jej lze aplikovat na širokou škálu biologických dat, včetně aktivních elastických membrán a objemové dynamiky, vysvětlují autoři ve svém závěru.

Porušení zákona nikdy nepomohlo.

Studie je publikována v Hyatt PRX.