"الحيوانات المنوية" تتحدى أحد قوانين الفيزياء الرئيسية!
تاريخ النشر: 24th, October 2023 GMT
تدفع الحيوانات المنوية البشرية نفسها عبر السوائل اللزجة باستخدام ذيولها التي تشبه السوط، في تحد لقانون نيوتن الثالث للحركة، وفقا لدراسة جديدة.
ودرس كينتا إيشيموتو، عالم الرياضيات في جامعة كيوتو، وزملاؤه التفاعلات غير المتبادلة في الحيوانات المنوية وغيرها من العناصر البيولوجية المجهرية السبّاحة، لمعرفة كيفية انزلاقها عبر المواد التي ينبغي، من الناحية النظرية، مقاومة حركتها.
وعندما ابتكر نيوتن قوانينه الشهيرة للحركة في عام 1686، سعى إلى شرح العلاقة بين الجسم المادي والقوى المؤثرة عليه باستخدام بعض المبادئ الدقيقة التي اتضح أنها لا تنطبق بالضرورة على الخلايا المجهرية التي تتلوى عبرها السوائل اللزجة.
ويمكن تلخيص قانون نيوتن الثالث على النحو التالي: "لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار ومعاكس له في الاتجاه". وهذا يدل على تناظر معين في الطبيعة حيث تعمل القوى المتعارضة ضد بعضها البعض. وفي أبسط مثال، يؤدي اصطدام قطعتين من الرخام متساويتين في الحجم أثناء تدحرجهما على الأرض، إلى نقل قوتهما والارتداد بناء على هذا القانون.
إلا أن الطبيعة فوضوية، وليست كل الأنظمة الفيزيائية مقيدة بهذه التناظرات.
ويظهر ما يسمى بالتفاعلات غير المتبادلة في أنظمة جامحة تتكون من أسراب الطيور، وجزيئات في السوائل، والحيوانات المنوية، حيث تظهر تفاعلات غير متماثلة مع الحيوانات خلفها أو مع السوائل التي تحيط بها، ما يشكل ثغرة لقوى متساوية ومعاكسة للتحايل على قانون نيوتن الثالث.
إقرأ المزيد
وحلل إيشيموتو وزملاؤه بيانات تجريبية عن الحيوانات المنوية البشرية، وقاموا أيضا بوضع نموذج لحركة الطحالب الخضراء، Chlamydomonas، حيث يسبح كلاهما باستخدام سوط رفيع ومرن يبرز من جسم الخلية ويتغير شكله أو يتشوه لدفع الخلايا إلى الأمام.
وعادة ما تعمل السوائل عالية اللزوجة على تبديد طاقة السوط، ما يمنع الحيوانات المنوية أو الطحالب وحيدة الخلية من التحرك كثيرا. ومع ذلك، بطريقة ما، يمكن للسوط المرن أن يدفع هذه الخلايا دون إثارة استجابة من البيئة المحيطة بها.
ووجد الباحثون أن ذيول الحيوانات المنوية وأسواط الطحالب تتمتع بـ "مرونة غريبة"، ما يسمح لهذه الزوائد المرنة بالتحرك دون فقدان الكثير من الطاقة للسائل المحيط.
لكن خاصية المرونة الغريبة هذه لم تفسر الدفع الناتج عن الحركة الموجية للسوط. لذلك، ومن دراسات النمذجة، اشتق الباحثون أيضا مصطلحا جديدا، وهو معامل المرونة الغريب، لوصف الميكانيكا الداخلية للسوط.
وخلص الباحثون إلى أنه "من النماذج البسيطة القابلة للحل إلى الأشكال الموجية السياطية البيولوجية لخلايا Chlamydomonas وخلايا الحيوانات المنوية، قمنا بدراسة معامل الانحناء الفردي لفك رموز التفاعلات الداخلية غير المتبادلة داخل المادة".
ويضيف الفريق أن النتائج يمكن أن تساعد في تصميم روبوتات صغيرة ذاتية التجميع تحاكي المواد الحية، في حين يمكن استخدام أساليب النمذجة لفهم المبادئ الأساسية للسلوك الجماعي بشكل أفضل.
نشرت الدراسة في مجلة PRX Life.
المصدر: ساينس ألرت
المصدر: RT Arabic
كلمات دلالية: اكتشافات بحوث فيزياء الحیوانات المنویة
إقرأ أيضاً:
مفاجآت علمية جديدة.. لماذا حرم الإسلام أكل الحيوانات المفترسة؟
بيّنت نهاد رمضان، الباحثة بـ مرصد الأزهر لمكافحة التطرف، حكمة الإسلام من تحريم حرم أكل الحيوانات المفترسة وكل ذي ناب، كما أن الإسلام لم يحلل أكل جميع الحيوانات العاشبة مثل أكل الحمار المحلي.
أكدت “رمضان”، خلال تصريحات تلفزيونية، اليوم الأحد، أن التشريعات الإسلامية المتعلقة بحلال وحرام الطعام ليست مجرد أوامر دينية، بل تحمل أبعادًا علمية وصحية أثبتتها الدراسات الحديثة.
درس التراويح بالجامع الأزهر: الإسلام جعل التكافل مبدأً راسخًا لتوازن المجتمع
مفتي الجمهورية يكشف أهم أخلاقيات الحرب في الإسلام
3 ركائز أساسية في الإسلام لا تغفل عنها.. تعرف عليها
السخرية في الإسلام .. تعرف على عقوبتها وأنواعها
وأوضحت الباحثة بمرصد الأزهر لمكافحة التطرف، أن الإسلام وضع ضوابط واضحة لما يجوز أكله وما يُحرم، استنادًا إلى نصوص القرآن الكريم والسنة النبوية، حيث قال الله تعالى: "قُل لَّا أَجِدُ فِي مَا أُوحِيَ إِلَيَّ مُحَرَّمًا عَلَىٰ طَاعِمٍ يَطْعَمُهُ إِلَّا أَن يَكُونَ مَيْتَةً أَوْ دَمًا مَّسْفُوحًا أَوْ لَحْمَ خِنزِيرٍ فَإِنَّهُ رِجْسٌ أَوْ فِسْقًا أُهِلَّ لِغَيْرِ اللَّهِ بِه" (الأنعام: 145).
وأضافت الباحثة بمرصد الأزهر لمكافحة التطرف، أن النبي ﷺ أكد تحريم كل ذي ناب من السباع، وكل ذي مخلب من الطير، كما ورد في صحيح مسلم، مشيرة إلى أن العلم الحديث كشف عن أضرار صحية جسيمة تنتج عن تناول لحوم الحيوانات المفترسة، حيث تحتوي أنسجتها على نسبة عالية من السموم والمواد الضارة نتيجة لتغذيتها على اللحوم والدماء.
وأشارت إلى أن الدراسات العلمية أكدت أن لحوم الجوارح والسباع تشبه الدم في تركيبتها الكيميائية، مما يجعلها غير صالحة للاستهلاك البشري، حيث قد تؤدي إلى اضطرابات هرمونية وأمراض خطيرة، كما أن الإسلام لم يحلل كل الحيوانات العاشبة، فقد حُرِّم أكل الحمار الأهلي لحكمة ترتبط بالنظافة العامة والصحة.
وأكدت أن هذه الأحكام الشرعية تثبت إعجازًا علميًا، وتؤكد أن الشريعة الإسلامية جاءت لحماية الإنسان جسديًا وروحيًا، مشددة على أهمية الالتزام بالتوجيهات الإسلامية للحفاظ على الصحة العامة وتعزيز الوعي الغذائي.
مصر تخطط لتصبح مركزاً إقليمياً لإدارة عمليات الإغاثة الدولية