日本京都大學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)精子的運動違背了牛頓第三定律。研究人員在研究時發(fā)現(xiàn)精子的鞭毛或者尾巴通過改變形狀與周圍液體相互作用推動精子前進(jìn)，但精子不會從周圍環(huán)境中引起相反或者是相等的反應(yīng)，專家們表示這樣的運動方式就類似于拉自己的頭發(fā)，而不是像游泳者一樣用腿或者是手臂劃水。

鞭毛是一根細(xì)長的尾巴，有很多微小的蛋白質(zhì)管，這些蛋白質(zhì)管能夠在電化學(xué)信號的控制下彎曲和滑動可以使鞭毛產(chǎn)生波浪形的運動，這樣的運動能夠讓鞭毛在液體中產(chǎn)生阻力和推力，幫助細(xì)胞前進(jìn)。因為鞭毛是有彈性的，所以能夠變形也可以恢復(fù)到原來的形狀。但鞭毛也沒有向液體釋放能量，因為它們只是在變形與恢復(fù)之間循環(huán)。

研究人員使用高速攝像機與數(shù)學(xué)模型分析了精子與藻類的鞭毛運動，在研究過程中也發(fā)現(xiàn)了一個驚人的現(xiàn)象：鞭毛在不同的位置中會出現(xiàn)不同的彈性，意味著鞭毛在某些位置上更容易彎曲，但在某些位置中更難彎曲，所以鞭毛在液體中產(chǎn)生不對稱的力場，使細(xì)胞向前移動。

研究人員將這種現(xiàn)象稱之為非線性彈性，認(rèn)為這是普遍存在于生物鞭毛系統(tǒng)中的機制，并且指出這樣的機制可以讓細(xì)胞在低能量消耗下實現(xiàn)高效的運動，也能夠適應(yīng)不同的流體環(huán)境比如在卵巢內(nèi)部精子就需要在粘稠的液體中移動，然而精子在輸卵管內(nèi)部就需要快速移動，精子通過調(diào)節(jié)鞭毛形狀和彈性，應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。這項研究揭開精子運動的面紗，同時為我們理解其他具有鞭毛或者是纖毛細(xì)胞功能和疾病提供了全新的視角。

Tags：科學(xué)家,精子運動,牛頓第三定律

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