Shkencëtarët kapën spermën duke sfiduar një nga ligjet kryesore të fizikës
PHYSICS24 October 2023
ByCLARE WATSON (Përkthim shqip -translater )
Me bishtat e tyre si kamxhik, sperma e njeriut e shtyn veten nëpërmjet lëngjeve viskoze, në dukje në kundërshtim me ligjin e tretë të Njutonit për lëvizjen, sipas një studimi të ri që karakterizon lëvizjen e këtyre qelizave seksuale dhe algave njëqelizore.
Kenta Ishimoto, një shkencëtare matematike në Universitetin e Kiotos, dhe kolegët hetuan këto ndërveprime jo-reciproke në spermatozoidë dhe notarë të tjerë biologjikë mikroskopikë, për të kuptuar se si ata rrëshqasin përmes substancave që duhet, në teori, t’i rezistojnë lëvizjes së tyre.
–
Kur Njutoni konceptoi ligjet e tij tashmë të famshme të lëvizjes në vitin 1686, ai kërkoi të shpjegonte marrëdhënien midis një objekti fizik dhe forcave që vepronin mbi të me disa parime të rregullta që, rezulton, nuk zbatohen domosdoshmërisht për qelizat mikroskopike që përpëliten përmes lëngjeve ngjitëse.
Ligji i tretë i Njutonit mund të përmblidhet si “për çdo veprim, ka një reagim të barabartë dhe të kundërt”. Kjo do të thotë një simetri e veçantë në natyrë ku forcat kundërshtare veprojnë kundër njëra-tjetrës. Në shembullin më të thjeshtë, dy mermere me madhësi të barabartë që përplasen ndërsa rrokullisen përgjatë tokës do të transferojnë forcën dhe rikuperimin e tyre bazuar në këtë ligj.
Megjithatë, natyra është kaotike dhe jo të gjitha sistemet fizike janë të lidhura nga këto simetri. Të ashtuquajturat ndërveprime jo reciproke shfaqen në sisteme të padisiplinuara të përbëra nga zogjtë që vërshojnë, grimcat në fluide – dhe spermatozoidet e notit.
Këta agjentë motile lëvizin në mënyra që shfaqin ndërveprime asimetrike me kafshët pas tyre ose lëngjet që i rrethojnë, duke formuar një të çarë për forca të barabarta dhe të kundërta për t’i dhënë fund ligjit të tretë të Njutonit.
Duke qenë se zogjtë dhe qelizat gjenerojnë energjinë e tyre, e cila shtohet në sistem me çdo fishek të krahëve ose kamxhik të bishtit, sistemi është shtyrë larg ekuilibrit, dhe të njëjtat rregulla nuk zbatohen.
Ishimoto dhe kolegët analizuan të dhënat eksperimentale mbi spermën njerëzore dhe modeluan gjithashtu lëvizjen e algave të gjelbra, Chlamydomonas. Të dy notojnë duke përdorur flagella të holla e të përkulura që dalin nga trupi qelizor dhe ndryshojnë formën, ose deformohen, për t’i çuar qelizat përpara.
Lëngjet shumë viskuoze zakonisht do të shpërbënin energjinë e një flagellumi, duke parandaluar që spermatozoidët ose algat njëqelizore të lëviznin shumë. E megjithatë, në njëfarë mënyre, flagella elastike mund t’i shtyjë këto qeliza pa shkaktuar një përgjigje nga rrethinat e tyre.
Studiuesit zbuluan se bishtat e spermës dhe flagella algale kanë një ‘elasticitet të çuditshëm’, gjë që i lejon këto shtojca fleksibël të fshikullojnë pa humbur shumë energji ndaj lëngut përreth.
Por kjo veti e elasticitetit të çuditshëm nuk e shpjegoi plotësisht propulsionin nga lëvizja si valë e flagelës. Pra, nga studimet e tyre të modelimit, studiuesit nxorën edhe një term të ri, një modul elastik të çuditshëm, për të përshkruar mekanikën e brendshme të flagelës.
“Nga modelet e thjeshta të solvueshme deri te format valore biologjike flagellare për Chlamydomonas dhe qelizat spermatozoide, ne studiuam modulin e përkuljes së çuditshme për të deshifruar ndërveprimet e brendshme jolokale, joreciprokal brenda materialit,” përfundojnë studiuesit.
Gjetjet mund të ndihmojnë në projektimin e robotëve të vegjël vetë-montues që imitojnë materialet e gjalla, ndërsa metodat e modelimit mund të përdoren për të kuptuar më mirë parimet themelore të sjelljes kolektive, shton ekipi.
Studimi është botuar në PRX Life.
Reference:
Scientists Caught Sperm Defying One of The Major Laws of Physics : ScienceAlert – https://www.sciencealert.com/scientists-caught-sperm-defying-one-of-the-major-laws-of-physics
