Znanstvenici sa Sveučilišta Kyoto pokazali su da ljudski spermiji prilikom plivanja kroz guste tekućine stvaraju potisak na način koji naizgled zaobilazi Newtonov treći zakon gibanja.
Predvođeni matematičarom Kentom Ishimotom, istraživači su detaljno promatrali valovite pokrete tankih, savitljivih bičeva – zastavica – kojima se spermij kreće. Klasični fizikalni model kaže da bi svaka akcija trebala izazvati jednako snažnu i suprotnu reakciju, no mikroskopski plivači poput spermija i zelenih algi Chlamydomonas očito funkcioniraju drukčije.
Ključno otkriće:
- Zastavice pokazuju „neobičnu elastičnost” koja omogućuje učinkovit, energetski štedljiv zamah čak i u vrlo viskoznim medijima.
- Taj je fenomen nedostatan za potpuno objašnjenje nastanka potiska, pa je tim uveo pojam „neobičnog elastomera” – alata za kvantificiranje unutarnjih sila koje se razvijaju duž zastavice tijekom kretanja.
- Rezultat su tzv. nerecipročne interakcije: deformacije tekućine koje ne izazivaju uobičajenu protusilu iz okoline.
Iako spermiji time ne „krše” fizičke zakone u doslovnom smislu, njihova mehanika dokazuje da živi sustavi mogu stvarati prividne iznimke u klasičnoj fizici kako bi opstali u zahtjevnim uvjetima.
Osim što produbljuje razumijevanje mikroskopskog kretanja, otkriće bi moglo poslužiti kao polazište za razvoj minijaturnih robota koji bi imitacijom ovih bioloških principa dobili sposobnost samostalnog sastavljanja i navigacije kroz kompleksne fluide.