"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:
دوافع ممارسة العنف ضد الحيوانات من بعض البشر
تابع أحدث الأخبار عبر تطبيق
العنف ضد الحيوانات هو شكل من أشكال القسوة والإساءة التي يمارسها البشر تجاه الكائنات الحية، سواء كان ذلك عن طريق الإيذاء الجسدي، الإهمال، أو سوء المعاملة، وهذه الظاهرة تمثل تحدياً أخلاقياً وإنسانياً خطيراً، حيث تعكس غياب التعاطف، وتشكل تهديداً للنظام البيئي، والعنف ضد الحيوانات يعكس درجة وعي المجتمعات وقيمها الأخلاقية. تكاتف الجهود بين الأفراد، المنظمات، والحكومات ضروري للحد من هذه الظاهرة.
والحيوانات ليست فقط جزءاً من النظام البيئي، بل هي شركاؤنا في هذا الكوكب، ومن واجبنا حمايتها وضمان رفاهيتها ووفقا لدراسة علمية نُشرت في مجلة MDPI بعنوان “The Link between Family Violence and Animal Cruelty: A Scoping Review” تبرز “البوابة نيوز” اسبا هذا العنف وتأثيره.
تأثير العنف ضد الحيوانات على المجتمع:
تعذيب الحيوانات لا يقتصر على إيذائها فقط، بل يمتد تأثيره إلى المجتمع ككل. الأبحاث تشير إلى وجود صلة بين تعذيب الحيوانات وارتكاب الجرائم العنيفة، ما يجعل هذه الظاهرة قضية مجتمعية خطيرة
أسباب العنف ضد الحيوانات:
1. اضطرابات نفسية وسلوكية
• يعاني بعض الأشخاص الذين يمارسون العنف ضد الحيوانات من اضطرابات نفسية مثل السادية أو الاعتلال النفسي، مما يجعلهم يفتقرون إلى التعاطف.
2. التنفيس عن الغضب أو الضغوط
• يلجأ البعض لتعذيب الحيوانات كتعبير عن غضب مكبوت أو ضغوط نفسية لا يمكنهم التعبير عنها بطرق صحية.
3. غياب الوعي والتربية القاسية
• تنشئة في بيئات تفتقر إلى القيم الأخلاقية قد تسهم في تكوين ميول عدوانية تجاه الكائنات الأضعف.
4. التقليد أو التأثير الاجتماعي
• قد يكون تعذيب الحيوانات ناتجاً عن تأثير البيئة المحيطة أو تقليد سلوكيات اجتماعية غير أخلاقية.
5. عدم وجود قوانين رادعة
• غياب التشريعات الصارمة أو ضعف تطبيقها يؤدي إلى انتشار هذه الظاهرة دون خوف من العقاب.
6. الجهل وقلة الوعي
• قلة الوعي بدور الحيوانات في النظام البيئي يجعل البعض يستهين بها أو يعتبرها بلا قيمة.
7. الثقافة السائدة
• بعض المجتمعات تنظر إلى إيذاء الحيوانات كوسيلة للترفيه، مثل مصارعة الحيوانات أو صيدها لأغراض غير ضرورية.
8. الاستغلال المادي
• يُستخدم العنف ضد الحيوانات في أنشطة مثل التجارة غير القانونية أو التجارب العلمية غير الأخلاقية.
إجراءات للحد من العنف ضد الحيوانات:
1. التوعية والتعليم
• نشر ثقافة احترام الحيوانات من خلال الحملات التوعوية والمناهج الدراسية.
2. تشديد القوانين
• فرض عقوبات صارمة على ممارسات العنف والإساءة ضد الحيوانات.
3. دعم الجمعيات والمنظمات
• تعزيز دور منظمات حقوق الحيوانات وتوفير الدعم المالي لها.
4. توفير مراكز إنقاذ ورعاية
• إنشاء مراكز تهتم بإيواء الحيوانات المصابة أو المشردة.
5. تعزيز القيم الأخلاقية
• تعزيز التعاطف والرفق بالحيوان من خلال برامج اجتماعية ودينية.
6. التشجيع على الابتكار
• دعم تطوير بدائل أخلاقية للتجارب العلمية التي تعتمد على الحيوانات.
7. الإبلاغ عن الانتهاكات
• تشجيع الأفراد على الإبلاغ عن حالات العنف، مع ضمان سرية وحماية المبلغين.
مأمورية أمنية تصطحب حمو بيكا للعرض على النيابة