科学家表示精子运动违背牛顿第三定律 精子的运动

日本京都大学研究人员发现精子的运动违背了牛顿第三定律。研究人员在研究时发现精子的鞭毛或者尾巴通过改变形状与周围液体相互作用推动精子前进，但精子不会从周围环境中引起相反或者是相等的反应，专家们表示这样的运动方式就类似于拉自己的头发，而不是像游泳者一样用腿或者是手臂划水。

鞭毛是一根细长的尾巴，有很多微小的蛋白质管，这些蛋白质管能够在电化学信号的控制下弯曲和滑动可以使鞭毛产生波浪形的运动，这样的运动能够让鞭毛在液体中产生阻力和推力，帮助细胞前进。因为鞭毛是有弹性的，所以能够变形也可以恢复到原来的形状。但鞭毛也没有向液体释放能量，因为它们只是在变形与恢复之间循环。

研究人员使用高速摄像机与数学模型分析了精子与藻类的鞭毛运动，在研究过程中也发现了一个惊人的现象：鞭毛在不同的位置中会出现不同的弹性，意味着鞭毛在某些位置上更容易弯曲，但在某些位置中更难弯曲，所以鞭毛在液体中产生不对称的力场，使细胞向前移动。

研究人员将这种现象称之为非线性弹性，认为这是普遍存在于生物鞭毛系统中的机制，并且指出这样的机制可以让细胞在低能量消耗下实现高效的运动，也能够适应不同的流体环境比如在卵巢内部精子就需要在粘稠的液体中移动，然而精子在输卵管内部就需要快速移动，精子通过调节鞭毛形状和弹性，应对这些挑战。这项研究揭开精子运动的面纱，同时为我们理解其他具有鞭毛或者是纤毛细胞功能和疾病提供了全新的视角。

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