Des spermatozoïdes ont été surpris en train d’enfreindre la loi – la troisième loi du mouvement de Newton

Les lois de la physique ont été violées (ou semblent avoir été violées) par toutes sortes de choses, depuis des rochers en équilibre jusqu’à un appartement de Seinfeld, et maintenant par du sperme humain. Les derniers contrevenants défient la troisième loi du mouvement de Newton, déformant leur corps tout en nageant d’une manière qui ne suscite aucune réponse de leur environnement.

La troisième loi de Newton stipule que lorsqu’un corps exerce une force sur un autre corps, le deuxième corps exerce sur lui une force égale et opposée. En d’autres termes : « Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. » Cependant, pour les nageurs biologiques comme le sperme, cela peut ne pas être le cas.

Dans une nouvelle étude, les scientifiques ont analysé Chlamydomonas Les algues et les données sur les spermatozoïdes humains identifient des interactions mécaniques non réciproques, qu’elles appellent « plasticité individuelle », qui contredisent la troisième loi de Newton.

les deux Chlamydomonas Les spermatozoïdes utilisent des appendices ressemblant à des cheveux, appelés flagelles, pour se déplacer. Ils dépassent de la cellule, presque comme une queue, ce qui les aide à avancer en changeant de forme lorsqu’ils interagissent avec le fluide environnant. Ils le font de manière non réciproque, ce qui signifie qu’ils ne suscitent pas de réponse égale et opposée de leur environnement et violent donc la troisième loi de Newton.

Cependant, la flexibilité flagellaire n’explique pas entièrement comment une cellule est capable de se déplacer, et c’est là qu’une étrange flexibilité entre en jeu. Cela permet aux cellules de faire vibrer leurs flagelles sans dépenser trop d’énergie sur leur environnement, ce qui autrement inhiberait leur mouvement. .

Plus le degré d’élasticité individuelle (ou module d’élasticité individuel) d’une cellule est élevé, plus le flagelle peut onduler sans perte d’énergie significative, et donc plus la cellule est capable d’avancer, d’une manière qui défie la physique.

Les spermatozoïdes et les algues ne sont pas les seules cellules à posséder des flagelles – de nombreux micro-organismes possèdent des flagelles (ils peuvent donner l’impression que les bactéries jouent de petits tambours) – ce qui signifie que d’autres transgresseurs des règles sont susceptibles d’être découverts. L’équipe à l’origine de l’étude a déclaré que la capacité de comprendre et de classer les cellules ou d’autres organismes capables de mouvements non réciproques pourrait être très utile. nouveau monde.

Leur approche pourrait également aider à concevoir de petits robots flexibles susceptibles d’enfreindre la troisième loi de Newton, selon l’un des auteurs de l’étude, Kenta Ishimoto de l’Université de Kyoto au Japon.

De plus, le module d’élasticité individuel peut être calculé pour n’importe quel système en boucle fermée, ce qui signifie qu’il peut être appliqué à un large éventail de données biologiques, notamment les membranes élastiques actives et la dynamique globale, expliquent les auteurs dans leur conclusion.

Enfreindre la loi n’a jamais été utile.

L’étude est publiée dans Hyatt PRX.