Przyłapano, że plemnik łamie prawo – trzecią zasadę dynamiki Newtona

Prawa fizyki zostały naruszone (lub wydaje się, że zostały naruszone) przez najróżniejsze rzeczy, od balansowania skał po mieszkanie Seinfelda, a teraz przez ludzkie plemniki. Najnowsi przestępcy przeciwstawiają się trzeciej zasadzie dynamiki Newtona, zniekształcając swoje ciała podczas pływania w sposób nie wywołujący żadnej reakcji ze strony otoczenia.

Trzecie prawo Newtona głosi, że gdy jedno ciało wywiera siłę na drugie ciało, drugie ciało wywiera na nie równą i przeciwną siłę. Innymi słowy: „Na każde działanie istnieje równa i przeciwna reakcja”. Jednak w przypadku pływaków biologicznych, takich jak plemniki, może to nie mieć miejsca.

W nowym badaniu naukowcy przeanalizowali Chlamydomonas Algi i dane dotyczące ludzkich plemników identyfikują jednostronne oddziaływania mechaniczne, które nazywają „indywidualną plastycznością”, co jest sprzeczne z trzecim prawem Newtona.

oboje Chlamydomonas Plemniki poruszają się za pomocą przypominających włosy wyrostków zwanych wiciami. Wystają z komórki niemal jak ogon, co pomaga w popchnięciu ich do przodu poprzez zmianę kształtu w miarę interakcji z otaczającym płynem. Czynią to w sposób niewzajemny, co oznacza, że ​​nie wywołują równej i przeciwnej reakcji ze strony otoczenia, a zatem naruszają trzecie prawo Newtona.

Jednakże elastyczność wici nie wyjaśnia w pełni, w jaki sposób komórka może się poruszać, i tu pojawia się dziwna elastyczność. Umożliwia to komórkom wibrowanie wici bez wydatkowania zbyt dużej ilości energii na otoczenie, co w przeciwnym razie utrudniałoby ich ruch. .

Im wyższy stopień indywidualnej elastyczności komórki (lub indywidualny moduł sprężystości), tym bardziej wić jest w stanie falować bez znaczącej utraty energii, a tym samym tym większa jest zdolność komórki do poruszania się do przodu – w sposób sprzeczny z fizyką.

Plemniki i glony nie są jedynymi komórkami wyposażonymi w wici – wiele mikroorganizmów ma wici (mogą sprawić, że bakterie będą wyglądać, jakby grały w małe bębny) – co oznacza, że ​​prawdopodobnie odkryjemy kolejne łamanie zasad. Zespół odpowiedzialny za badanie stwierdził, że bardzo przydatna może być umiejętność zrozumienia i klasyfikacji komórek lub innych organizmów zdolnych do ruchu niewzajemnego. nowy Świat.

Według jednego z autorów badania, Kenty Ishimoto z Uniwersytetu w Kioto w Japonii, ich podejście może również pomóc w zaprojektowaniu małych, elastycznych robotów, które mogą złamać trzecie prawo Newtona.

Co więcej, indywidualny moduł sprężystości można obliczyć dla dowolnego układu z zamkniętą pętlą, co oznacza, że ​​można go zastosować do szerokiego zakresu danych biologicznych, w tym aktywnych elastycznych membran i dynamiki objętościowej, wyjaśniają autorzy we wnioskach.

Łamanie prawa nigdy nie było pomocne.

Badanie zostało opublikowane w Hyatta PRX.