مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

20 خبر
  • "حرب الخليج"
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • رياضة
  • "حرب الخليج"

    "حرب الخليج"

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • رياضة

    رياضة

  • فيديوهات

    فيديوهات

تتحدى قوانين نيوتن!.. اكتشاف آلية جديدة تستخدمها الحيوانات المنوية

يمكن للحيوانات المنوية البشرية أن تسبح بسهولة مدهشة عبر سوائل عالية اللزوجة، في تحد صارخ لقانون نيوتن الثالث للحركة.

تتحدى قوانين نيوتن!.. اكتشاف آلية جديدة تستخدمها الحيوانات المنوية
Gettyimages.ru

وهذا الاكتشاف المثير دفع فريقا بحثيا بقيادة العالم الرياضي كينتا إيشيموتو من جامعة كيوتو إلى دراسة حركات هذه الكائنات المجهرية قبل عدة سنوات، محاولين فهم كيفية تمكنها من الانسياب في وسط لزج كان من المفترض نظريا أن يقاوم حركتها.

وتعود جذور هذا اللغز إلى عام 1686 عندما وضع إسحاق نيوتن قوانينه الشهيرة للحركة، التي صاغ فيها العلاقة بين الأجسام المادية والقوى المؤثرة عليها. لكن يبدو أن هذه القوانين التي تصلح للأجسام الكبيرة لا تنطبق بنفس الدقة على الخلايا المجهرية التي تتحرك في سوائل لزجة.

ويعرف قانون نيوتن الثالث بأنه "لكل فعل رد فعل مساو في المقدار ومعاكس في الاتجاه"، وهو مبدأ يعكس تناظرا طبيعيا في القوى المتضادة. فمثلا، عندما تصطدم كرتان متساويتان في الحجم، فإنهما تتبادلان القوة بنفس المقدار ولكن في اتجاهين متعاكسين.

لكن عالم الكائنات المجهرية يخضع لقواعد مختلفة. فالحيوانات المنوية على سبيل المثال، تتحرك في أنظمة غير متوازنة، حيث تضيف حركة ذيولها طاقة مستمرة للنظام. وهذا الاختلاف الجوهري يخلق حالة من "التفاعلات غير المتبادلة" (non-reciprocal interactions) التي تسمح لهذه الكائنات بالتحرك دون أن تخضع تماما لقانون الفعل ورد الفعل التقليدي.

ونشر فريق إيشيموتو دراسة مفصلة حللوا فيها بيانات تجريبية عن حركة الحيوانات المنوية البشرية، كما قاموا بنمذجة حركة الطحلب الأخضر المعروف باسم "كلاميدوموناس". ووجد الفريق أن هذه الكائنات تستخدم سياطا مرنة تبرز من أجسامها الخلوية، تتغير أشكالها بشكل ديناميكي لتوليد قوة دافعة.

والسياط هي بنية سطحية لخلايا حقيقيات النوى أو بدائيات النوى تساعدها على الحركة في الوسط السائل أو على سطح وسط جامد.

والمثير للدهشة أن هذه السياط تتمتع بما أطلق عليه الباحثون "مرونة غريبة"، تمكنها من الحركة في السوائل اللزجة دون أن تبدد طاقتها في الوسط المحيط.

ولمزيد من الفهم، طور الفريق مفهوما رياضيا جديدا أطلقوا عليه اسم "معامل المرونة الغريب"، لوصف الميكانيكا الداخلية المعقدة لهذه السياط.

وتكمن أهمية هذه الاكتشافات في تطبيقاتها الواسعة، بدءا من تصميم روبوتات مجهرية ذاتية التجميع تحاكي الكائنات الحية، ووصولا إلى فهم أعمق لمبادئ السلوك الجماعي في الأنظمة البيولوجية. كما تفتح هذه النتائج آفاقا جديدة في دراسة الأنظمة الفيزيائية التي تخرج عن نطاق القوانين الكلاسيكية، ما قد يقود إلى تطوير مفاهيم جديدة في ديناميكا الموائع المجهرية والفيزياء الحيوية.

نشرت الدراسة في مجلة PRX Life. 

المصدر: ساينس ألرت

التعليقات

"رويترز": مسيرة تستهدف منشأة تخزين غاز طبيعي مسال عائمة أمريكية في دمياط بمصر

وزارة البترول المصرية تصدر بيانا عقب حريق في سفينتين بميناء دمياط

الحوثيون يدينون القصف الأمريكي السعودي المشترك على الحشد الشعبي في العراق

بعد ثبوت صحة صورته مع نتنياهو.. بيروت تصدر بلاغ بحث وتحر بحق رجل الأعمال اللبناني أنطون صحناوي (صور)

"أمبري": تعرض ناقلة غاز طبيعي مسال يونانية ترفع علم برمودا لهجوم بمسيرة في ميناء دمياط المصري

ترامب يعلق على حادث ناقلة الغاز الطبيعي المسال الأمريكية في ميناء دمياط المصري (فيديو)

مستشار خامنئي يهدد بتغيير استراتيجي بعد الضربات على العراق

الثوري الإيراني يتحدى إجراءات الحظر ويعلن إطلاق بوابة إلكترونية آمنة للتواصل المباشر

تقرير عبري: إسرائيل والإمارات تجتمعان سرا في دولة ثالثة بهدف التحرك ضد إيران

"تطور مفاجئ".. دول خليجية تؤيد خطة إيران بتحصيل رسوم مرور طوعية في مضيق هرمز

العراق.. مجلس الأمن يعقد اجتماعا طارئا برئاسة الزيدي لمناقشة الغارات الأمريكية السعودية

العراق.. مقتل 5 مستشارين إيرانيين في قصف أمريكي سعودي على مقار للحشد الشعبي (صورة)

نتنياهو عقب لقائه هيغسيث: وزير الحرب الأمريكي أخبرني بشيء مثير للاهتمام (صور + فيديو)

المافيا الإيطالية تلاحق مسيرات أوكرانية في السوق السوداء وزراخاروفا تعلق

قضية أمنية تهز إسرائيل.. اتهام جندي احتياط في وحدة سرية بالتجسس لصالح إيران

حاويات بكتابة عبرية.. يونيفيل يعلن العثور على 4 أطنان نيترات أمونيوم شديدة الانفجار جنوب لبنان (صور)

فصائل عراقية تعد بالرد على الهجوم الأمريكي السعودي خلال 72 ساعة

القيادة المركزية الأمريكية تعلن شن ضربات جديدة على إيران