Κάθε δράση προκαλεί μια ισοδύναμη αλλά αντίθετη αντίδραση, αλλά αυτό δεν φαίνεται να συμβαίνει όταν το σπέρμα κινείται
Ο τρίτος νόμος της κίνησης, γνωστός και ως τρίτος νόμος του Νεύτωνα, δηλώνει ότι «αν ένα σώμα ασκεί δύναμη σε ένα άλλο, το δεύτερο ασκεί στο πρώτο μια δύναμη ίση σε μέγεθος και αντίθετη ως προς την κατεύθυνση του πρώτου». Αυτοί οι νόμοι είναι ικανοί να περιγράφουν φυσικά φαινόμενα σε πλανητική και μικροσκοπική κλίμακα, αλλά έχουν και περιορισμούς. Το τελευταίο φαίνεται να σημαδεύτηκε από ανθρώπινα αναπαραγωγικά κύτταρα.
Δράση χωρίς αντίδραση. Αφού ανέλυσαν την κίνηση του ανθρώπινου σπέρματος, μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο του Κιότο παρατήρησε κάτι ασυνήθιστο σε αυτό. Σύμφωνα με την πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη αυτής της ομάδας, η ικανότητα προώθησης αυτών των αναπαραγωγικών κυττάρων φαίνεται να αψηφά τον τρίτο νόμο της κίνησης.
Τι σημαίνει να αψηφάς τον τρίτο νόμο της δυναμικής; Στις δηλώσεις που συνέλεξε ο Νέος επιστήμοναςΟ Kenta Ishimoto, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης, εξήγησε αυτή την ιδέα της δράσης χωρίς αντίστοιχη αλλά αντίθετη αντίδραση σαν να σπρώχναμε έναν τοίχο, μόνο που αντί να σπρώξει το χέρι μας, να ακυρώσει τη δύναμή του, ο τοίχος μας απώθησε.
Σύστημα πρόωσης. Η μελέτη, που δημοσιεύεται τώρα στο περιοδικό PRX Life, ανέλυσε την κίνηση του ανθρώπινου σπέρματος και των μονοκύτταρων φυκών που ονομάζεται Χλαμυδομόνας. Εκτός από μονοκύτταρες οντότητες, το σπέρμα και τα φύκια έχουν κοινό το εργαλείο με το οποίο κινούνται, το μαστίγιο.
Το μαστίγιο οφείλει το όνομά του στην ομοιότητά του με μαστίγιο, αλλά τείνουμε να συσχετίζουμε αυτά τα νήματα με μια “ουρά”. Τουλάχιστον στην περίπτωση των ανδρικών αναπαραγωγικών κυττάρων.
Ένα παχύρρευστο περιβάλλον. Το μαστίγιο εξυπηρετεί γαμέτες και μονοκύτταρους οργανισμούς για να κινούνται σε ένα παχύρρευστο περιβάλλον: νερό (ναι, μια από τις ιδιότητες του νερού είναι το ιξώδες του σε νανοσκοπική κλίμακα). Σύμφωνα με τους συγγραφείς της μελέτης, η ελαστικότητα αυτών των μαστιγίων είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό που επιτρέπει σε αυτά τα κύτταρα να πιέζονται με έναν «μη αμοιβαίο» τρόπο, δηλαδή τους επιτρέπει να παραβιάζουν αυτόν τον τρίτο νόμο κίνησης.
«Παράξενη» ελαστικότητα. Οι συγγραφείς παραδέχονται ότι δεν γνωρίζουν πολλά για τη διαδικασία με την οποία το σπέρμα και τα φύκια εκμεταλλεύονται αυτή την ελαστικότητα για να κινηθούν, αλλά προτείνουν ένα πλαίσιο μέσω του οποίου μπορούμε να κατανοήσουμε πώς συμβαίνει αυτή η κίνηση. Ένα που βασίζεται σε αυτό που αποκαλούν «περίεργη» ελαστικότητα.
Η ιδιότητα της περίεργης ελαστικότητας θα ήταν αυτή που θα επέτρεπε στα μαστίγια να ωθήσουν αποτελεσματικά τα κύτταρα, χωρίς να χάσουν την ενέργειά τους διασκορπισμένη στο υγρό μέσω του οποίου κινούνται.
Δεδομένου ότι η περίεργη ελαστικότητα δεν εξηγούσε πλήρως την κίνηση των κυψελών που αναλύθηκαν, οι ερευνητές πρότειναν την έννοια του «περίεργου συντελεστή ελαστικότητας». Αυτός ο συντελεστής είναι μια μεταβλητή της οποίας το μέγεθος θα σχετιζόταν στα μαθηματικά μοντέλα που χρησιμοποιήθηκαν από την ομάδα με την ικανότητα του μαστιγίου να ταλαντεύεται χωρίς να υπόκειται στην αντίσταση του περιβάλλοντος υγρού.
Κάτι παραπάνω από μια απλή κίνηση. Η κατανόηση της κίνησης μικρών δομών όπως τα κύτταρα έχει πολλά πλεονεκτήματα. Οι συγγραφείς επισημαίνουν, για παράδειγμα, ότι στο μέλλον αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει στη δημιουργία μικρών ρομπότ που χρησιμοποιούν ελαστικές ιδιότητες για να κινηθούν. Παρόλο που αυτό μπορεί να περιλαμβάνει παραβίαση των νόμων κίνησης του ίδιου του Νεύτωνα.
Τα μαστίγια δεν είναι αποκλειστικά σπέρματα και φύκια. Πολλοί μονοκύτταροι οργανισμοί χρησιμοποιούν αυτές τις δομές για να κινηθούν. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο το κάνουν αυτό θα μπορούσε επίσης να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς κινούνται και εξαπλώνονται μικροοργανισμοί, από φύκια έως βακτήρια.
Στη Χατάκα | Το μήλο του Νεύτωνα (πολύ διάσημο, αλλά φανταστικό).
Εικόνα | Nadezhda Moryak / Godfrey Kneller