Sperma kedapatan melanggar hukum – hukum ketiga Newton tentang gerak

Hukum fisika telah dilanggar (atau tampaknya telah dilanggar) oleh berbagai hal, mulai dari penyeimbangan batu hingga apartemen Seinfeld, dan sekarang oleh sperma manusia. Para pelanggar hukum terbaru ini menentang hukum ketiga Newton tentang gerak, memutarbalikkan tubuh mereka saat berenang sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan respons dari lingkungan sekitar mereka.

Hukum ketiga Newton menyatakan bahwa bila suatu benda mengerjakan gaya pada benda lain, maka benda kedua akan mengerjakan gaya balik yang sama besar dan berlawanan arah. Dengan kata lain: “Untuk setiap aksi, ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah.” Namun, bagi perenang biologis seperti sperma, hal ini mungkin tidak terjadi.

Dalam sebuah studi baru, para ilmuwan menganalisis Chlamydomonas Alga dan data sel sperma manusia, mengidentifikasi interaksi mekanis non-timbal balik, yang mereka sebut “plastisitas individu”, yang bertentangan dengan hukum ketiga Newton.

keduanya Chlamydomonas Sel sperma menggunakan pelengkap seperti rambut yang disebut flagela untuk bergerak. Mereka menonjol keluar sel, hampir seperti ekor, yang membantu mendorong mereka maju dengan mengubah bentuk saat berinteraksi dengan cairan di sekitarnya. Mereka melakukannya dengan cara non-timbal balik, artinya mereka tidak memperoleh respons yang setara dan berlawanan dari lingkungannya sehingga melanggar hukum ketiga Newton.

Namun, fleksibilitas flagela tidak sepenuhnya menjelaskan bagaimana sel dapat bergerak, dan di sinilah fleksibilitas aneh berperan. Hal ini memungkinkan sel menggetarkan flagelanya tanpa mengeluarkan terlalu banyak energi ke lingkungannya, yang sebaliknya akan menghambat pergerakannya. .

Semakin tinggi derajat elastisitas individual suatu sel (atau modulus elastisitas individual), semakin besar kemampuan flagela untuk berombak tanpa kehilangan energi secara signifikan, sehingga semakin mampu sel tersebut bergerak maju—dengan cara yang tidak dapat dijelaskan secara fisika.

Sperma dan ganggang bukanlah satu-satunya sel yang memiliki flagela – banyak mikroorganisme yang memiliki flagela (mereka dapat membuat bakteri terlihat seperti sedang bermain drum) – yang berarti kemungkinan akan terjadi pelanggaran aturan lagi. Tim di balik penelitian tersebut mengatakan kemampuan untuk memahami dan mengklasifikasikan sel atau organisme lain yang mampu melakukan gerakan non-resiprokal bisa sangat berguna. dunia baru.

Pendekatan mereka juga dapat membantu merancang robot kecil dan fleksibel yang berpotensi melanggar hukum ketiga Newton, menurut salah satu penulis studi, Kenta Ishimoto dari Universitas Kyoto di Jepang.

Selain itu, modulus elastisitas individu dapat dihitung untuk sistem loop tertutup apa pun, yang berarti dapat diterapkan pada berbagai data biologis, termasuk membran elastis aktif dan dinamika curah, jelas penulis dalam kesimpulannya.

Melanggar hukum tidak pernah membantu.

Studi ini dipublikasikan di Hyatt PRX.