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 اكتشاف أحد الأسباب الكامنة وراء العقم عند الرجال

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:

كيف تُدار العروض بأمان دون التأثير على صحة الحيوانات المفترسة؟

أكد محمد رجائي، رئيس الإدارة المركزية لحديقة حيوان الجيزة، في مداخلة هاتفية ببرنامج "صباح البلد" المذاع على قناة “صدى البلد”، أن ما يُقال حول استخدام التخدير الكامل للحيوانات المفترسة قبل العروض غير دقيق. 

وأوضح أن ما يُستخدم هو مهدئ خفيف يساعد على تقليل التوتر والانفعال لدى الحيوانات دون التأثير على قدرتها على الحركة أو وعيها.

المهدئات تُستخدم في حالات معينة فقط

وأشار رجائي إلى أن استخدام المهدئات يكون مقتصرًا على بعض الحالات الخاصة، حيث يتم اتباع إجراءات آمنة تمامًا لا تضر بصحة الحيوانات، بل تساعد على جعلها أكثر هدوءًا وتعاونًا مع المدربين. 

وأكد أن هذه الإجراءات لا تؤثر على شهية الحيوانات أو نشاطها.

توجه عالمي للحد من استخدام الحيوانات المفترسة في السيرك

ولفت رجائي إلى أن هناك توجّهًا عالميًا في العديد من الدول نحو الحد من استخدام الحيوانات المفترسة داخل عروض السيرك لأسباب تتعلق بالسلامة ورفق الحيوان. 

كما أضاف أن هذا الملف يخضع حاليًا للدراسة القانونية والتنظيمية في مصر.

إجراءات آمنة تحت إشراف بيطري متخصص

وأوضح رئيس حديقة حيوان الجيزة، أن جميع التعاملات مع الحيوانات تتم تحت إشراف بيطري متخصص، بما يضمن الحفاظ على صحة الحيوانات وسلامة العاملين الذين يتعاملون معها.

مقالات مشابهة

  • مجلس النواب يستعد لجلسات مكثفة لمناقشة قوانين هامة أبرزها الميزانية العامة
  • الاثنين.. مجلس الدولة يناقش 3 مشروعات قوانين
  • كيف تُدار العروض بأمان دون التأثير على صحة الحيوانات المفترسة؟
  • مصر أكتوبر: إسرائيل تتحدى كل المواثيق الدولية والصمت العالمي جعلها تتمادى
  • تمهيد وتسوية الشوارع الرئيسية والفرعية وتكثيف أعمال النظافة بواحة سيوة
  • بعد غد الاثنين.. مجلس الدولة يناقش مشروعات 3 قوانين
  • حاصباني: لئلا تصبح العجلة حجة لتمرير قوانين شكلية غير قابلة للتطبيق
  • رئيس مياه المنيا يتفقد المخازن الرئيسية ويشدد على توافر قطع الغيار
  • استشاري الأمراض الجلدية تكشف الأسباب الرئيسية التي تؤدي للشيب المبكر
  • رضيعة فلسطينية تتحدى الموت تحت أنقاض غزة