Naučnici otkrili da spermatozoidi prkose zakonu fizike

 

SCITECH Autor: N1 Zagreb 27. okt 202322:54 Shutterstock

 

Naučnici su došli do otkrića da kretanje ljudskih spermatozoida prkosi jednom od Njutnovih zakona kretanja.

Sa svojim repovima poput biča, ljudski spermatozoidi se kreću kroz viskozne tečnosti, naizgled prkoseći Trećem Njutnovom zakonu kretanja, odnosno Zakonu akcije i reakcije, pokazala je nova studija.

Kenta Išimoto, matematičar na Univerziteta Kjoto, i njegove kolege istraživači istraživali su ove nerecipročne interakcije u spermatozoidima i drugim mikroskopskim biološkim plivačima, kako bi otkrili kako klize kroz materije koje bi, u teoriji, trebalo da se opiru njihovom kretanju.

Kad je Isak Njutn 1686. osmislio svoje danas poznate zakone kretanja, pokušao je da objasni odnos između fizičkog objekta i sila koje na njega deluju s nekoliko zgodnih načela za koja se, kako se pokazalo, ne moraju nužno primenjivati ​​na mikroskopske čestice koje se migolje kroz lepljive tečnosti.

Njutnov treći zakon može se uprostoti rečima da svaka akcija izaziva svoju jednaku i suprotnu reakciju. Zakon označava posebnu simetriju u prirodi, gde suprotstavljene sile deluju jedna protiv druge. U najjednostavnijem primeru, dve kuglice jednake veličine koje se sudaraju dok se kotrljaju po tlu preneće svoju silu i odbiti se na osnovu ovog zakona.

Međutim, priroda je haotična i ova simetrija nije primenjiva na sve sisteme. Takozvane ne-recipročne interakcije pojavljuju se u neposlušnim sistemima kojE čine ptice okupljene u jatu, čestica u tečnosti i plivajući spermatozoidi.

Oni se kreću na način koji prikazuje asimetrične interakcije sa životinjama iza njih ili tečnostima koje ih okružuju, stvarajući rupu za jednake i suprotne sile da zaobiđu Njutnov treći zakon, piše „Sajens alert“.

Budući da ptice i ćelije stvaraju vlastitu energiju, koja se dodaje sistemu svakim zamahom njihovih krila ili mahanjem repa, sistem je potisnut daleko od ravnoteže i ista pravila ne važe.

Išimoto i kolege su analizirali eksperimentalne podatke o ljudskim spermatozoidima i modelirali kretanje zelene alge Chlamydomonas. I jedno i drugo plivaju pomoću tankih, savijenih flagela koje štrče iz tela ćelije i menjaju oblik ili se deformišu kako bi terali ćelije napred.

Visoko viskozne tečnosti obično bi raspršile energiju flageluma, sprečavajući spermatozoid ili jednoćelijsku algu da se uopšte više kreću. Pa ipak, nekako, elastične flagele mogu da pokrenu te ćelije bez izazivanja odgovora iz okoline.

Istraživači su otkrili da repovi spermatozoida i flagele algi imaju „čudnu elastičnost“, što omogućava ovim fleksibilnim dodacima da se vrte bez mnogo gubitka energije.

Ali ovo svojstvo neobične elastičnosti nije u potpunosti objasnilo pogon valovitog gibanja flagele.

Nalazi bi mogli da pomognu u dizajnu malih, samosastavljajućih robota koji oponašaju žive materijale, dok bi se metode modeliranja mogle koristiti za bolje razumevanje osnovnih načela kolektivnog ponašanja, dodaje tim.

 

***

Komentar

***

 

"Naučnici"? Da nije tragično bilo bi komično (!)

Eksperimentali zakoni ima svoj život nezavisno od teorija; "aksiome" su vezane za "jednu" teoriju i nemaju svoj nezavistan život. Ništa pogrešnije nego Njutnove - aksiome - zvati "zakonima prirode". Aksiome nije moguće logički redukovati na elementarne iskaze iskustva! Jedan, pak,  eksperimentalan zakon (na primer, Bojl-Mariotov; Omov i tsl) izražen je jednim iskazom i, za razliku od aksioma, uvek ima određeni empirijski sadržaj, koji se u principu može kontrolisati svedočanstvom dobijenim posmatranjem. Klasa činjenica koja se objašnjava jednim esperimentalnim zakonom, međutim, vrlo je uska. Samim tim ukazala se potreba za konstruisanjem organizovanih sistema - teorija. Teorije mogu bolje da generalizuju naše iskustvo. Zadatak aksioma je da ustroje “apstraktni račun, koji predstavlja logički skelet (teorijskog) sistema i da  ‘implicitno definišu‘ onovne pojmove sistema” – metajezik koji je vidljiv samo duhovnim okom. Tvorci hipotetičko-deduktivnih teorija u fizici su nalik biolozima i lekarima – a njihove su teorije nalik ŽIVIM ORGANIZMIMA – deluju kao celina, daju predviđanja budućih stanja fizičkog sistema. Teorije ne opisuju prirodu direktno - već opisuju ponašanje idealizovanih sistema; oni se tek naknadno, u “povratnoj sprezi”, koriste za predviđanje stvarnih zbivanja u prirodi. Kada teorija nije u skladu sa određenim brojem činjenica zamenjujemo je novom teorijom, ali ni u principu nije moguće kazati za taj neuspeh je kriva ta i ta aksioma.

Zoran Stokić

28.10.2023.