De meeste mensen denken niet veel na bij de beweging van spermacellen. Echter hebben onderzoekers recent ontdekt dat menselijke zaadcellen zich nogal uniek voortbewegen. Zo zouden ze bijvoorbeeld op een manier voortbewegen die tegen de derde wet van newton in zou gaan. Het vreemde tafereel zal zich ook voordoen waar je het het minst zou verwachten. Zo kunnen de zaadcellen zich eenvoudig voortbewegen in dikke stroperige vloeistoffen. In deze soort vloeistoffen is het normaal gezien zeer moeilijk om vooruit te komen. Zou je er graag meer over te weten willen komen? Dan kun je best even verder blijven lezen.
Spermacellen gebruiken Onbalans als motor in microscopische werelden
Een internationaal team onder leiding van Kenta Ishimoto van de Universiteit van Kyoto deden een eigenaardige ontdekking. Zo zouden zaadcellen, net als bepaalde algen, maken gebruik van iets wat zij “oneven elasticiteit” noemen. Normaal gesproken geldt: elke actie veroorzaakt een even grote, tegengestelde reactie. Maar op microschaal blijken die regels minder strikt.
Dankzij een bijzondere beweging, de vlagelbeweging genoemd, kunnen spermacellen zich als het ware door weerstaand heen duwen. De beweging kunt je vergelijken met een roterende staart. Het meest vreemde? De beweging werd niet teruggeduwd. Deze asymmetrie geeft de spermacellen extra stuwkracht in vloeistoffen waarin gewone objecten normaal gezien zouden vastlopen.
Nieuwe inzichten voor robotica en biologie
Om dit fenomeen te verklaren introduceerden de onderzoekers een nieuwe natuurkundige grootheid: de “odd elastic modulus”. Deze beschrijft hoe flexibiliteit en spanning zich gedragen op een manier die niet terugkaatst, maar als aandrijvende kracht zal werken.
De resultaten bieden nieuwe inzichten in menselijke voortplanting. Daarnaast kunnen ook toegepast worden in zachte robotica en medische technologie. Denk aan minuscule robots die zich soepel door ons lichaam bewegen. Dit zelfs op plekken waar stroming vrijwel stilvalt. Wat begon als een biologisch raadsel, zou dus zomaar de basis kunnen vormen voor toekomstige medische innovaties.
