〔編譯陳成良／綜合報導〕日本京都大學研究團隊最新發現，人類精子在微觀世界中展現出令人驚異的游動能力，看似違反牛頓第三運動定律，實則揭示了生物世界的精妙機制。
科學新聞網站《Science Alert》報導，研究團隊發現，精子能在高黏度液體中自如前進，這項特殊能力源自其尾部具備「奇異彈性」（odd elasticity）的特性。領導研究的京都大學數學科學家石元健太（Kenta Ishimoto）表示，這種特性使精子得以在理論上應該寸步難行的環境中，優雅地「游」過重重阻礙。
牛頓第三運動定律指出，「作用力與反作用力大小相等、方向相反」。以兩顆相撞的彈珠為例，它們會依循這項定律產生力的傳遞與反彈。然而，在微觀世界中，這條看似放之四海而皆準的定律，卻面臨了精子、單細胞藻類等微生物的「挑戰」。
研究人員分析發現，精子與單細胞藻類（Chlamydomonas）都能透過細胞尾部的鞭毛，在高黏度液體中順利前進。這種運動方式展現出與周遭環境的不對稱互動，創造出一個巧妙迴避牛頓第三定律的機制。
這種特殊的彈性，讓精子尾部像鞭子一樣擺動，卻不會將太多能量損耗在周圍的液體中，使其能有效地向前推進。 研究團隊進一步提出了一個新的概念：「奇異彈性模量」（odd elastic modulus），用以描述鞭毛內部的力學特性，並解釋精子如何在高黏度液體中移動。
這項發現不僅有助於理解生物運動機制，更可能啟發未來微型機器人的設計。相關研究成果已發表於《PRX Life》期刊。
2024/11/03 13:10
轉載自自由時報電子報: https://news.ltn.com.tw/news/world/breakingnews/4850897
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