Відкриття Кіотського університету
31 травня, 17:10
Дослідники з Кіотського університету на чолі з Кентою Ішимото виявили, що сперматозоїди порушують третій закон Ньютона завдяки властивості 'непарної еластичності'. Це відкриття стало можливим завдяки вивченню механізмів, які забезпечують рух сперматозоїдів у в'язкому середовищі, що традиційно вважається складним завданням, відомим як 'теорема морського гребінця'.
Механізми руху сперматозоїдів
Сперматозоїди функціонують як активні системи, постійно генеруючи механічну енергію за допомогою власних мікромоторів. Вони використовують джгутики, які постійно вигинаються хвилями, створеними молекулярними двигунами всередині їх хвостів. Ці біжучі хвилі дозволяють сперматозоїдам ефективно пересуватися в рідині, нівелюючи вплив в'язкості середовища.
Для детального опису цього процесу дослідники ввели новий термін 'непарна еластогідродинаміка', а також поняття 'непарного модуля еластичності'. Внутрішня активність клітини створює біжучі хвилі, а пасивна еластичність стабілізує ці хвилі, що сприяє більш ефективному руху.
Модель, розроблена командою, була успішно випробувана на даних людських сперматозоїдів та зелених водоростей, відомих як хламідомонади. Це дослідження відкриває нові горизонти в розумінні механізмів руху в біологічних системах, а також може мати важливі наслідки для подальших досліджень у галузі біофізики та біомеханіки.
Це відкриття може суттєво вплинути на подальші наукові дослідження в області біомеханіки та біофізики, оскільки воно пропонує нові способи розуміння руху живих клітин.
Вивчення активних систем, таких як сперматозоїди, може допомогти в розробці нових технологій, які використовують принципи, подібні до тих, що виявлені в природі, для створення більш ефективних мікро- та нанороботів. Крім того, результати можуть бути корисними для медицини, зокрема в дослідженнях безпліддя та інших репродуктивних питань.
Цікаво, що в природі існують й інші приклади дивовижних механізмів руху. Наприклад, нещодавно вчені виявили, що частини морських огірків можуть виживати роками у звичайному середовищі, що підкреслює унікальні адаптаційні можливості живих організмів. Ці дослідження відкривають нові перспективи в біології та біомеханіці, зокрема у вивченні механізмів, які забезпечують виживання та рух в складних умовах.