Сенсация из Киотского университета
31 мая, 17:10
Команда исследователей под руководством Кенты Ишимото из Киотского университета пришла к выводу, что сперматозоиды способны игнорировать третий закон Ньютона. Это стало возможным благодаря так называемой «непарной эластичности». Открытие проливает свет на то, как половые клетки движутся в вязкой среде — задачу, которую долгое время считали неразрешимой и называли «теоремой морского гребешка».
Как устроено движение
Сперматозоиды работают как активные системы: они постоянно вырабатывают механическую энергию с помощью собственных микромоторов. Их жгутики изгибаются волнами, которые создаются молекулярными двигателями внутри хвостов. Эти бегущие волны позволяют клеткам эффективно перемещаться в жидкости, преодолевая сопротивление среды.
Для точного описания процесса ученые ввели новый термин — «непарная эластогидродинамика» и понятие «непарного модуля упругости». Внутренняя активность клетки порождает бегущие волны, а пассивная упругость стабилизирует их, что делает движение более эффективным.
Разработанная модель прошла проверку на данных человеческих сперматозоидов и зеленых водорослей хламидомонад. Результаты открывают новые перспективы для изучения биологических механизмов движения и могут повлиять на биофизику и биомеханику.
Это открытие способно серьезно изменить ход дальнейших научных изысканий в области биомеханики и биофизики, предлагая свежий взгляд на то, как движутся живые клетки.
Изучение активных систем, подобных сперматозоидам, может привести к созданию более совершенных микро- и нанороботов, работающих по природным принципам. Кроме того, результаты пригодятся в медицине, особенно при исследованиях бесплодия и других репродуктивных проблем.
В то время как исследование сперматозоидов открывает новые горизонты в понимании движения живых клеток, стоит обратить внимание и на удивительные способности морских организмов. Например, фрагменты морских огурцов могут выживать годами в обычной воде, несмотря на отсутствие рта и пищеварительной системы. Подробнее об этом можно узнать в нашей статье о выживании морских огурцов, что подчеркивает уникальность адаптаций в природе.