Nel mondo microscopico a volte si applicano leggi diverse e alcune regole familiari non si applicano più. Nella nostra vita quotidiana vale la terza legge di Newton, secondo la quale ogni forza crea una forza uguale e opposta. Ma gli spermatozoi interrompono questo principio di interazione quando si muovono. Nuotano muovendo avanti e indietro i sottili filamenti sul sedere, anche se nella realtà non dovrebbe funzionare. Il problema è che l’acqua diventa essenzialmente viscosa per un corpo così piccolo. Le cellule nuotano come il miele e non puoi andare avanti con un semplice movimento avanti e indietro, come la pinna caudale di un pesce. Ogni movimento che fa avanzare la cellula viene annullato dal movimento opposto
Tuttavia, sembra che lo sperma raggiunga l’ovulo. Il trucco è che gli spermatozoi non agitano le fruste in stile Indiana Jones. I loro filamenti, chiamati flagelli, sono i cosiddetti principi attivi: possono modificare in modo mirato la loro elasticità in qualsiasi punto, la cosiddetta “elasticità individuale”. All’inizio non sembra particolarmente evidente, ma il modo in cui il flagello viola la terza legge di Newton mentre nuota è ancora un mistero per gli esperti. Ora un team guidato da Kenta Ishimoto dell’Università di Kyoto ha presentato un modello di come funziona. Come hanno riferito i ricercatori nella pubblicazione specializzata “PRX Life”.La terza legge di Newton può essere violata perché l’energia aggiuntiva introdotta lungo il flagello modifica il modo in cui le forze meccaniche vengono trasmesse all’interno del flagello.
Il “flagello” dello sperma oscilla periodicamente avanti e indietro, ma lungo la sua lunghezza l’elasticità cambia in modi strani. A determinate distanze il materiale si comporta come se avesse un’elasticità negativa. Ciò consente al flagello di muoversi attraverso il fluido circostante in punti specifici come se non stesse sperimentando la stessa forza di ripristino e, d’altro canto, di utilizzare la forza di ripristino in altri punti per la propulsione. Le forze che agiscono sull’insieme degli spermatozoi durante il battito periodico avanti e indietro non sono equilibrate durante il ciclo di motilità, come nel caso di una sostanza elastica perfettamente normale. Ciò consente allo sperma di generare forza in avanti anche se il flagello si muove simmetricamente su entrambi i lati.