"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:
في بلد أنهكته الحرب.. سورية تؤوي آلاف الحيوانات المشردة بدمشق
في بلد مزقته سنوات الحرب وأثقلته الأزمات الاقتصادية والمعيشية، بزغ نور إنساني نادر من بين ركام الإهمال، تقوده ناشطة سورية قررت أن تمنح الحياة لآلاف الأرواح المنسية في شوارع العاصمة دمشق.. ليس من البشر هذه المرة، بل من الكلاب والقطط التي وجدت في مبادرتها مأوى ورحمة.
وبعيدا عن أضواء الإعلام، وفي منطقة "الصبورة" جنوب غرب دمشق، تحوّلت مبادرة فردية أطلقتها الناشطة هنادي المحتسب قبل نحو عقد من الزمن إلى عمل مؤسسي يحمل اسم جمعية ستار (الفريق السوري لإنقاذ الحيوانات)، ويعد اليوم واحدا من أكبر ملاجئ الحيوانات في سوريا.
وداخل مأوى تصل مساحته إلى نحو دونمين (2000 متر مربع)، تؤوي الجمعية حوالي 1830 كلبا و816 قطة، معظمها كانت تعيش في الشوارع قبل أن تنقذها الجمعية من خطر الموت جوعا أو مرضا، أو من تداعيات الحرب التي لم تترك كائنا حيّا إلا أصابته بضرر.
وتقول هنادي المحتسب إن "الفكرة بدأت عام 2014 كمبادرة صغيرة مع مجموعة من المتطوعين، تزامنا مع تصاعد الأزمة في سوريا، حيث لاحظنا أعدادا متزايدة من الحيوانات المشردة التي فقدت مصادر الغذاء والرعاية، وبعضها كان مهددا بالقتل".
ورغم التحديات الكبيرة، من نقص التمويل وغياب الدعم الرسمي، وتهديدات بعض السكان الرافضين لوجود الملجأ قربهم، واصلت المحتسب وفريقها عملهم التطوعي، حتى تمكنوا من تأسيس كيان مجتمعي يعنى بحقوق الحيوان، ويوفر له الرعاية البيطرية والمأوى والطعام.
وتضيف الناشطة السورية: "نحن لا ننقذ الحيوانات فقط، بل نعلّم الناس احترام الكائنات الحية، ونكافح ثقافة العنف ضد الحيوان التي تفاقمت بفعل الحرب والضغوط الاقتصادية".
إعلانوتسعى "جمعية ستار" إلى توسيع نشاطها ليشمل حملات توعية في المدارس والجامعات حول أهمية الرفق بالحيوان، إلى جانب العمل على إنشاء قاعدة بيانات لتوثيق الحيوانات المفقودة والمحتاجة للرعاية.
وفي ختام حديثها، تؤكد المحتسب أن رسالتها تتجاوز الجانب البيطري إلى الإنساني: "نحن نؤمن بأن الرأفة بالحيوان انعكاس للرقي المجتمعي.. وما دام فينا عطف على الضعفاء، فثمة أمل لسوريا أكثر رحمة".
المالية تراجع أرقام الموازنة لضمان دقة التخطيط المالي ومواءمته مع الأولويات التنموية