Controllare lo sperma viola la terza legge di Newton!

Vengono visualizzate le scoperte recenti Violazione della terza legge del moto di Newton: Mentre nuotano, queste creature deformano la loro struttura corporea in un modo che non può essere riprodotto Non c'è alcun feedback di forza dal loro ambiente.

La terza legge di Newton afferma che quando un corpo esercita una forza su un altro corpo, Il secondo corpo agisce a sua volta con una forza uguale e contraria. in altre parole, “Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria.” Tuttavia, per i nuotatori biologici, come lo sperma, Potrebbe non essere così.

In un nuovo studio, gli scienziati hanno analizzato i dati dell'alga Chlamydomonas e i dati delle cellule spermatiche umane. Identificare le interazioni meccaniche non reciproche, che chiamano “elasticità strana”, che contraddicono la terza legge di Newton.

Una forma di movimento

Chlamydomonas e gli spermatozoi si muovono utilizzando strutture filiformi simili a peli conosciute come flagelli. Questi flagelli a forma di coda si estendono dalla cellula e ne facilitano il movimento in avanti, cambiando forma mentre interagiscono con il fluido circostante.

E lo fanno in modo non reciproco, Ciò significa che non provocano risposte uguali e contrarie da parte dell’ambiente e, Pertanto, la terza legge di Newton è violata.

Tuttavia, la flessibilità flagellare non spiega completamente come una cellula sia in grado di muoversi, ed è qui che entra in gioco la strana flessibilità. Ciò consente alle cellule di agitare i loro flagelli senza consumare troppa energia con l'ambiente. Il che eliminerebbe il loro movimento.

Maggiore è il grado di elasticità eccentrica della cellula (o modulo di elasticità eccentrica), maggiore è la capacità del flagello di ondeggiare senza perdere molta energia. Permettendo così alla cellula di progredire in un modo che sfida la fisica.

Lo sperma e le alghe non sono le uniche cellule che contengono flagelli – Molti microrganismi ne hanno uno (può far suonare i batteri come se suonassero piccoli tamburi) – Ciò significa che probabilmente altri autori verranno scoperti.

Il gruppo di studio ha affermato che la capacità di comprendere e classificare le cellule o altri organismi capaci di movimenti non reciproci potrebbe essere molto utile.

Potrebbero esserci altri esseri che non seguono la terza legge di Newton. Gli scienziati continueranno a indagare.

Il loro approccio potrebbe anche aiutare a progettare robot piccoli e flessibili in grado di infrangere la terza legge di Newton. Secondo uno degli autori dello studio, Kenta Ishimoto, dell'Università di Kyoto in Giappone.

Inoltre, è possibile calcolare il modulo eccentrico di elasticità per qualsiasi sistema a circuito chiuso, Ciò significa che può essere applicato a un'ampia gamma di dati biologici, comprese le membrane elastiche attive e la dinamica di massa, Spiegare le conclusioni degli autori. Infrangere la legge non è mai stato così gratificante.

Riferimento articolo:
Ishimoto K., Moro C., Yasuda K. Idrodinamica elastica singolare: materia vivente non reciproca in un fluido viscoso. PRX dal vivo (2023).