Redian新闻
>
日本科学家发现精子违反了牛顿第三定律

日本科学家发现精子违反了牛顿第三定律

公众号新闻
一项描述这些性细胞和单细胞藻类运动特征的新研究表明,人类精子凭借鞭状的尾巴在粘性液体中推动自身,这似乎违反了牛顿第三运动定律。
京都大学的数学科学家 Kenta Ishimoto 及其同事研究了精子和其他微观生物游泳者中的这些非互惠相互作用,以弄清楚它们如何在理论上应该抵抗其运动的物质中滑行。
当牛顿于 1686 年构想出他现在著名的运动定律时,他试图用一些简洁的原理来解释物理物体和作用在其上的力之间的关系,事实证明,这些原理不一定适用于蠕动的微观细胞。粘性液体。
牛顿第三定律可以概括为“每一个作用力,都会产生一个大小相等、方向相反的反作用力”。它表示自然界中一种特殊的对称性,其中相反的力量相互作用。在最简单的例子中,两个大小相等的弹珠在地面上滚动时发生碰撞,将根据该定律传递力并反弹。
然而,大自然是混乱的,并非所有物理系统都受到这些对称性的约束。所谓的非互惠相互作用出现在由成群的鸟类、液体中的颗粒和游动的精子组成的不规则系统中。
这些运动主体的运动方式与它们身后的动物或它们周围的液体表现出不对称的相互作用,形成了相等和相反的力的漏洞,从而绕过了牛顿第三定律。
因为鸟类和细胞会产生自己的能量,这些能量会随着翅膀的每次拍动或尾巴的摇动而添加到系统中,因此系统被推力远离平衡,并且相同的规则不适用。
Ishimoto 及其同事分析了人类精子的实验数据,并模拟了绿藻衣藻的运动。两者都使用细而弯曲的鞭毛游泳,这些鞭毛从细胞体伸出并改变形状或变形,以驱动细胞前进。
高粘性液体通常会消耗鞭毛的能量,从而阻止精子或单细胞藻类的大量移动。然而不知何故,弹性鞭毛可以推动这些细胞前进,而不会引起周围环境的反应。
研究人员发现,精子尾部和藻类鞭毛具有“奇怪的弹性”,这使得这些灵活的附属物能够在不向周围液体损失太多能量的情况下进行鞭打。
但这种奇怪的弹性特性并不能完全解释鞭毛波状运动的推进力。因此,从他们的建模研究中,研究人员还衍生出了一个新术语,即奇弹性模量,来描述鞭毛的内部力学。
研究人员总结道:“从可解的简单模型到衣藻和精子细胞的生物鞭毛波形,我们研究了奇数弯曲模量,以破译材料内的非局域、非互易的内部相互作用。”
研究小组补充说,这些发现可能有助于设计模仿生物材料的小型自组装机器人,而建模方法可用于更好地理解集体行为的基本原理。
该研究已发表在PRX Life上。(sciencealert)
来源:科学家杂志
        

   




小编微信

注:添加小编请备注昵称+单位+研究



生命科学综合交流QQ群:681341860

微信学科群:病毒学群,神经科学群、临床医学、肿瘤学科群、硕博交流群和医药投资交流群(微信群审核要求较高,请各位添加小编后主动备注单位研究方向)

      


微信扫码关注该文公众号作者

戳这里提交新闻线索和高质量文章给我们。
相关阅读
加州| 超级火山要喷发了?加州理工华裔科学家发现火山大爆发的迹象,若喷发洛杉矶将被掩埋科学家发出惊人预言!史无前例!BC四名男子违规捕捞,遭重罚$28.7万+禁捕“er”一下昏古七了?科学家发现了原因晚讯 |频繁使用手机与男性精子浓度和精子总数降低有关、中国国际杰青计划十周年已吸引 700 余名国际学者来华一百零五 创作谈9.20直播 | 智能科学家生态联盟成立大会暨智能科学家论坛这种脑癌有救了!科学家发明最新装置,抢夺黄金救治时间!2023年世界顶尖科学家协会奖在沪揭晓,5位科学家同获殊荣我国科学家发现战略性关键金属新矿物,这样命名……Nature重磅 | 香港大学科学家发现禽流感病毒株死灰复燃,这次进化极其致命科学家发现“完美太阳系”很可能有生命!科学家发现比地球早50亿年陆地星球,外星人或发起攻击?!中国科学家发起国际大科学计划,总部成立!加州超级火山要喷发了?加州理工华裔科学家发现火山大爆发的迹象,若喷发洛杉矶将被掩埋Nature子刊:我国科学家发现基于自愈外泌体装载微胶囊的新型伪细胞制剂有望治疗多种玻璃体视网膜疾病诺奖科学家、脑健康专家齐聚深圳光明科学城,共商破解脑科学基础与临床转化难题【2023湾区脑科学产业创新与合作大会】天灾加剧,科学家发严峻警告:60亿人恐面临生存危机合成生命的里程碑!科学家首次改造了真核生物超过50%的基因组;数学家发现提高体外受精成功率的方法 | 环球科学要闻美数十亿只雪蟹饿死,科学家发现"罪魁祸首"竟是它。丁玲现象散记证监会“三定”方案出炉:正部级,三大变化Nature Aging封面文章|我国科学家发展逆转心脏衰老的基因干预策略第十一章 现代社会经济体系的运作 (4)国家金监总局“三定”:114名司局长履新,27部门破旧立新落日余晖,超级滿月雄安新区发布“雄才十六条”;科学家发现宇宙大爆炸初期巨大黑洞丨科技早新闻聚焦丨林尚立:推进创新理论的体系化学理化 以实现精神上的独立自主Nature | 发现精子运动的秘密,当这种因子与精子表面相互作用时一切都会改变我国科学家发现一种新矿物!很可能有生命!科学家发现比地球早50亿年陆地星球,外星人长什么样?异想天开或技术过硬?日本科学家预言人类可以控制天气现实版“周迅”的生活竟然这么狗血!围观渣男豪掷百万包养空姐、婚内和小三定亲、带人堕胎被抓包…电视剧都不敢这么演!央行“三定”:撤销消保局,市场司、宏观审慎局职责调整【浮云以及五月暴风雨】【Floating Clouds & May Storms】
logo
联系我们隐私协议©2024 redian.news
Redian新闻
Redian.news刊载任何文章,不代表同意其说法或描述,仅为提供更多信息,也不构成任何建议。文章信息的合法性及真实性由其作者负责,与Redian.news及其运营公司无关。欢迎投稿,如发现稿件侵权,或作者不愿在本网发表文章,请版权拥有者通知本网处理。