Сперматозоїди порушують фізичні закони: науковці відкрили незвичну характеристику цих організмів.

Нещодавно дослідники здобули нові відомості про мікроскопічні істоти, які можуть змусити їх переосмислити основи фізичних законів. Виявилося, що мікроскопічні сперматозоїди мають здатність порушувати одне з основоположних принципів Ньютона.

Недавнє дослідження, проведене в Університеті Кіото, вказало на складний рух людських сперматозоїдів та інших мікроскопічних плавців, таких як одноклітинні водорості, розкриваючи спосіб переміщення, який, схоже, спростовує третій закон руху Ньютона. Такий незвичайний погляд на фундаментальний закон нашого світу може перевернути багато чого з того, що відомо науці, і відкрити для вчених нові області для вивчення, пише ScienceAlert.

У Фокус.Технології запустили власний Telegram-канал. Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найостанніших та найзахоплюючіших новин з області науки!

Під керівництвом математика Кенти Ішимото, команда дослідників вивчала, яким чином ці біологічні плавці здатні ефективно пересуватися в густих рідинах, які, зазвичай, повинні стримувати їхнє переміщення відповідно до принципів класичної фізики. Третій закон Ньютона, що стверджує, що на кожну дію є рівна та протилежна реакція, формує очікуваний баланс у більшості фізичних взаємодій. Проте, сперматозоїди та інші подібні мікроскопічні плавці, здається, ігнорують цей закон, коли рухаються через в'язкі, густі рідини.

Сперматозоїди та водорості оснащені хлистоподібними утвореннями, які називаються джгутиками, що забезпечують їхній рух уперед. Ці джгутики змінюють свою форму у хвилеподібний спосіб, генеруючи енергію, яка асиметрично впливає на рідину, що дозволяє їм пересуватися вперед без рівнозначної реакції в протилежному напрямку. Це явище, відоме як "невзаємна взаємодія", можна спостерігати також у інших природних системах, таких як зграї птахів або частинки, що плавають у рідині, де традиційні принципи фізичної симетрії порушуються.

Вчені виявили, що особлива гнучкість джгутиків є ключовим фактором у цій односторонній діяльності. Хвости сперматозоїдів та джгутики водоростей мають унікальну характеристику — "незвичайну еластичність", яка дозволяє їм згинатися та обертатися без втрат енергії у навколишньому середовищі. У ситуаціях з високою в'язкістю ця незвичайна еластичність забезпечує рухи, які зазвичай неможливі відповідно до звичайних фізичних принципів. Для кількісної оцінки цього явища науковці ввели в свої моделі новий термін — "модуль незвичайної пружності", що описує внутрішню механіку, яка сприяє ефективному асиметричному русі, згідно з дослідженням, опублікованим у журналі PRX Life.

Спадщина біологічних плавців, які вміють майстерно пересуватися в густих рідинах, може стати джерелом натхнення для науковців, що прагнуть розробити мікророботів, здатних імітувати ці природні механізми. Ці роботизовані системи згодом можуть отримати можливість орієнтуватися у складних умовах людського організму, що, на думку дослідників, відкриває нові перспективи для таких медичних напрямків, як точна доставка лікарських засобів або неінвазивна діагностика.

Фокус раніше повідомляв, що фізична активність має позитивний вплив на чоловічу фертильність. Дослідження, проведене фахівцями Гарвардської медичної школи, виявило, що чоловіки, які регулярно піднімають тяжкості на роботі, мають вищий рівень сперматозоїдів.

Окрім того, Фокус повідомляв про можливий прорив у терапії безпліддя. Дослідникам вдалося виростити мишей, маючи двох батьків, застосувавши виключно чоловічі статеві клітини.