"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:
"البيئة" تحدد 11 شرطًا أساسيًا بدليل الحجر البيطري لتنظيم استيراد الحيوانات ومنتجاتها
طرحت وزارة البيئة والمياه والزراعة عبر منصة ”استطلاع“ تحديثًا شاملًا لدليل الإجراءات المحجرية للحجر الزراعي والحجر البيطري، وذلك بهدف تنظيم الأعمال والإجراءات المتعلقة بالاستيراد والتصدير والعبور الحيوي بما يتوافق مع أحكام اللائحة التنفيذية لنظام الزراعة، ويشمل هذا الدليل إجراءات تفصيلية شاملة تغطي جميع الجوانب الفنية والإدارية المتعلقة بالكائنات الحية ومنتجاتها.أبرز الشروط الجديدة في الدليلويشترط الدليل في كل عمليات استيراد الحيوانات أو منتجاتها الالتزام التام بنظام الحجر البيطري ونظام الرفق بالحيوان في دول مجلس التعاون الخليجي، بالإضافة إلى اللوائح التنفيذية المعتمدة داخل المملكة، حيث يلزم المستورد بالحصول على إذن استيراد قبل 15 يومًا من عملية الاستيراد، عبر المنصات الرسمية للوزارة، وتختلف مدة صلاحية الإذن حسب نوع الصنف المستورد، إذ تبلغ 60 يومًا للمواشي المخصصة للتربية أو الذبح، و10 أيام فقط للفصيلة الخيلية، و30 يومًا لبقية الأصناف، كما تحتفظ الوزارة بحق تعليق أو إلغاء الإذن في حال ظهور مرض وبائي أو صدور حظر رسمي أو ثبوت وجود أمراض بعد الفحص التشخيصي، مع التأكيد على خضوع جميع المخالفات للعقوبات النظامية ومنع الاستيراد من الدول غير المعتمدة أو المناطق ذات الوضع الوبائي الخطير.أنواع الكائنات المستوردةويتضمن الدليل متطلبات خاصة حسب نوع الكائن المستورد، فعلى سبيل المثال يُشترط للمواشي الحية تقديم تقرير بيطري للمزرعة، وفاتورة تحصينات، وعقد ملكية أو إيجار، إلى جانب الهوية الوطنية أو السجل التجاري، أما استيراد القطط فيتطلب جواز سفر ساري المفعول وإثبات التطعيمات الأساسية وهوية إثبات شخصية، كما يُشترط في الكلاب الشرسة وجود تطعيمات مماثلة على ألا يقل عمرها عن أربعة أشهر، أما الطيور الحية فتتطلب ترخيصًا لمركز استيراد وتوزيع، وإثبات هوية، وتطعيمات ضد أمراض الطيور، وفحصًا خاصًا بفيروس كورونا للطيور، مع ضمانات لسلامة الشحن.
وبالنسبة لاستيراد الصقور، فيلزم وجود جواز سفر أو شهادة اتفاقية سايتس، وفحص مخبري قبل 48 ساعة من التصدير، وضمان خلو منطقة المصدر من إنفلونزا الطيور، كما أن استيراد الكائنات الفطرية يتطلب جواز سفر أو شهادة ملكية، وشهادة سايتس، وفحصًا طبيًا مع ضمان الإشراف البيطري الحكومي في بلد المصدر، وتخضع أنواع مثل الأرانب والقوارض والزواحف لشروط تشمل شهادة سايتس في حال انتمائها للأنواع المهددة، وفحوصات سريرية ومخبرية، فيما يتطلب استيراد الخيول تقديم خطاب من جهة تسجيل معترف بها، ووثيقة الخيل، ونتائج فحوصات دقيقة وتحقيق شروط تحصينات معينة ضد الإنفلونزا قبل فترات زمنية محددة.استيراد الأحياء المائيةكما حدد الدليل متطلبات خاصة باستيراد الأحياء المائية التي تتطلب فاتورة شراء وترخيصًا لمركز استيراد وترخيص مشروع ساري المفعول، ويشترط في استيراد النحل وملكات النحل تقديم تقرير فني عن موقع التسكين وأنواع النحل، وترخيص مسبق، أما المواد والمستلزمات البيطرية فيجب أن تكون مرفقة بفواتير شراء وسجل تجاري، مع اشتراط موافقة هيئة الغذاء والدواء لبعض المنتجات، كالأجهزة والمحاليل وأدوات المختبرات، كما يشتمل الدليل على متطلبات لاستيراد مواد لأغراض علمية وبحثية تشمل فاتورة شراء تجارية، واستيراد السائل المنوي للمواشي والخيول يتطلب فاتورة شراء، وترخيص مشروع، وجواز خيل بحسب النوع، في حين يشترط لبيض التفقيس والصيصان ترخيص مشروع وسجل تجاري، والالتزام ببروتوكولات تعقيم صارمة قبل الشحن.
أخبار متعلقة دليل نقل الثروة الحيوانية.. منع خلط الحيوانات عند السفرصور.. 4 ورش إرشادية لتعزيز الإنتاج الزراعي والحيواني بالطائفالمملكة تفوز بجائزة و3 شهادات تميز في قمة مجتمع المعلوماتوفيما يتعلق بإجراءات التحضير في بلد التصدير، يشترط للمواشي الحية الخضوع لحجر صحي وتطعيمات ووسم إلكتروني، فيما يُحظر استيراد الكلاب والقطط دون عمر أربعة أشهر، وتُخضع الطيور والصقور والكائنات الفطرية للفحص المخبري والإشراف الحكومي، بينما تتطلب الأرانب والزواحف والقوارض إشرافًا صحيًا مماثلًا، وتخضع الخيول لتحصينات خاصة وفحص مخبري موثق وحجر صحي لمدة 30 يومًا، أما الأحياء المائية والنحل فتخضع لإشراف بيطري وفحص للتأكد من خلوها من الأمراض، وتستوجب المنتجات البيطرية تقديم ضمانات المنشأ الصحي تحت إشراف حكومي وفحوص مخبرية.
وعند وصول الإرساليات للمنافذ البيطرية، تطبق أنظمة الحجر والرفق بالحيوان بدقة، ويتم التحقق من الوثائق والتأكد من عدم وجود أمراض خارجية، كما تُسحب عينات للفحص المخبري عند الحاجة، وتُتلف الحيوانات النافقة بطريقة صحية على نفقة المستورد، مع التأكيد على ترقيم الحيوانات إلكترونيًا وتسجيلها في المنصة البيطرية.شروط ومتطلبات التصديرأما في ما يخص التصدير، فقد شددت الوزارة على ضرورة الالتزام بأنظمة الحجر والرفق بالحيوان، والحصول على إذن تصدير قبل 15 يومًا، بصلاحية 10 أيام للخيول و30 يومًا لباقي الأصناف، ويُمنع تصدير الإرساليات التي تظهر فيها أعراض أو نتائج مخبرية سلبية بعد الفحص، ويتضمن الدليل متطلبات خاصة بتصدير المواشي تشمل بطاقة المربي وترقيمها، إضافة إلى مطابقتها لاشتراطات الدولة المستوردة، أما القطط والكلاب فيجب أن تصحبها تطعيمات ووثائق سفر أو شهادات سايتس ونتائج تحصين معتمدة، فيما تتطلب الطيور والصقور نفس الاشتراطات بإشراف الدولة المستوردة، وتشمل الكائنات الفطرية تراخيص دولية وإشرافًا بيطريًا من الجهة المستوردة، وتُشترط شهادات سايتس للأرانب والزواحف والقوارض عند الحاجة.
ويشترط لتصدير الخيول تقديم مستندات من جهات الملكية المعتمدة وتحقيق متطلبات التصدير لدى الدولة المستوردة إضافة لإجراءات الحجر، فيما يتطلب تصدير المواد البيطرية والأجهزة والعينات العلمية تقديم سجلات تجارية وتراخيص مهنية ومطابقة فنية معترف بها، ويستلزم تصدير السائل المنوي أن يتم عبر مراكز موثقة وتحت إشراف الوزارة، بينما يتطلب بيض التفقيس نموذج شهادة صحية معتمدة من المملكة ومنشأة المصدر، وتُطبق في منافذ التصدير جميع ضوابط الحجر البيطري والفحص السريري الدقيق والتحقق من الإذن وصحة الوثائق، ويتم التخلص من النافق منها داخل المحجر، وإصدار الشهادة الصحية البيطرية فور استيفاء جميع الشروط.تنظيم العبور الحيوي "الترانزيت"وتضمن الدليل فصلًا خاصًا بتنظيم العبور الحيوي «الترانزيت»، حيث يُطبق على جميع الإرساليات العابرة نظام الحجر والرفق بالحيوان، ويشترط وجود إذن استيراد صادر من الدولة المستوردة، وموافقة رسمية من الدولة المستقبلة، وشهادة صحية مكتملة الشروط، على أن تكون دول العبور ضمن الدول المعتمدة من قبل الوزارة، ويشترط تحديد منافذي الدخول والخروج بدقة، وضمان توقيت المرور، وتُرفض أي إرساليات لا تستوفي تلك الشروط، كما يتم استخراج إذن عبور إلكترونيًا في منفذ الدخول، وإرفاق أصل أو نسخة من مستندات الاستيراد والصحة، وخضوعها للفحص الظاهري وترصيص الإرسالية وتحديد مسارها، وعند منفذ الخروج يُطابق محتوى الإرسالية مع مستنداتها، ويُفسح عنها أو تُحال إلى الجمارك في حال وجود مخالفة.
رسائل طمأنينة للمواطنين| المركزي يثبت الفائدة تأكيدا لتراجع التضخم.. خبير يوضح