15:54 2022-01-18
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Fizica cililor explică succesul înotului spermatozoizilor
_ Explicarea fizicii cililor înotul cu succes al spermatozoizilor
Spermii nu pot revendica tot meritul pentru înotul lor puternic. Covoarele cu fire de păr minuscule care căptușesc interiorul trompelor uterine le oferă un plus de impuls, propulsându-le în sus.
Acum, fizicianul teoretician UO John Toner are o explicație pentru modul în care aceste fire de păr, numite cili, mișcă fluidele și micile particule din corp.
El a creat un model matematic care explică modul în care cilii se aliniază pentru a muta particulele într-o direcție consecventă. Fluidul care curge deasupra cililor ajută firele de păr să se undă în aceeași direcție și să împingă particulele. El și colegii săi descriu ecuațiile în două lucrări noi, publicate în decembrie în Physical Review E și Physical Review Letters.
Toner studiază de ani de zile fizica flocarii. El a dezvoltat anterior ecuații care explică modul în care sute de păsări se aruncă sincron pe cer sau cum bancurile de pești înoată la unison. El a câștigat premiul Lars Onsager 2020 de la Societatea Americană de Fizică pentru munca sa.
Dar luarea în considerare a problemei cililor necesită o abordare ușor diferită. „În sistemele biologice, o mare parte din acțiunea importantă are loc la o suprafață în care un solid se întâlnește cu un fluid”, a spus Toner. „Ceea ce mi-am dat seama este că este un fel de aglomerare foarte diferit față de ceea ce mă gândeam.”
Cilii nu conduc doar spermatozoizii, ci și multe alte tipuri de mișcări cruciale în interiorul corpului, inclusiv îndepărtarea mucusului. din plămâni. Sunt o provocare interesantă din punct de vedere al fizicii, deoarece firele de păr sunt fixate pe loc la un capăt, a spus Toner.
Alinierea este mai ușoară atunci când este implicată mișcarea. De exemplu, Toner își imaginează un grup mare de oameni care stau într-un câmp cețos. Ei pot vedea oamenii din apropiere, dar nu toți cei din mulțime. Dacă li se cere tuturor să arate la fel, nu vor reuși. Dar cereți grupului să meargă cu toții în aceeași direcție și vor reuși.
Lichidul care se mișcă peste cili are un efect important, se pare. Furnizează mișcarea care ajută cilii să se alinieze într-o direcție, creând o buclă de feedback care, la rândul său, propulsează fluidul într-o direcție consistentă. Adică, sistemul se stabilizează și se autocorectează.
„Fiiele de păr fac mici greșeli, dar fluidul general îl trage înapoi”, a spus Toner, ca și cum ar fi fost tras în curentul unui râu.
În viitor, Toner vrea să-și îmbunătățească modelul pentru a reproduce mai îndeaproape ceea ce se vede în sistemele biologice.
„Am tratat fluidul de deasupra covorului cililor ca și cum ar fi infinit de adânc”, a spus el. . Dar lichidul din organism se mișcă de obicei prin canale mici. Limitarea adâncimii fluidului din model va schimba interacțiunile proiectate între cili. Cum modifică acest lucru comportamentul general al întregului sistem rămâne o întrebare deschisă, a spus Toner.
Comentarii:
Adauga Comentariu