奇怪的弹性帮助精子绕过牛顿第三运动定律

京都大学的三位流体动力学和数学建模者发现了精子和其他微小生物如何能够绕过牛顿第三运动定律。KentaIshimoto、ClémentMoreau和KentoYasuda在《PRXLife》杂志上发表的论文中描述了他们如何分析藻类和精子细胞的运动，以了解它们如何轻松地在液体中移动。

牛顿第三运动定律指出，对于每一个作用，都会产生一个大小相等且方向相反的反作用力。物理专业的学生通过进行涉及将物体(例如弹珠)敲在一起的实验来了解该定律的作用。在现实世界中，牛顿第三运动定律常常被生物所回避，这些生物的进化方式使它们能够保存能量，这反过来意味着它们不需要那么多的食物来生存。

在这项新的努力中，研究人员注意到，一些藻类和精子细胞似乎在各自的液体中移动所需的力气较小。他们指出，这种液体通常是粘稠的，这意味着需要费力才能游过其中。为了了解小细胞是如何做到这一点的，研究小组仔细观察了它们的运作情况。

在显微镜下研究衣藻和人类精子细胞的运动时，研究人员发现两者都使用鞭毛来动员。毛发状的附属物会做出波浪般的运动，有效地推动和拉动它们穿过液体环境。研究人员指出，根据牛顿第三定律，这种运动应该会导致流体发生反应，这会大大减缓进展。但事实并非如此。

他们发现，当精子游动时，它会像预期的那样摆动鞭毛。但研究小组还发现，由于研究小组所描述的“奇怪的弹性”，鞭毛的鞭打方式不会向液体损失太多能量。通过响应液体的追索而以微小的方式弯曲，鞭毛能够避免相等且相反的反应，从而保存其所有者的能量。