Ssylka

Каким образом гигантские сперматозоиды плодовых мушек избегают хаоса в замкнутом пространстве?

Самцы плодовой мушки, или Drosophila melanogaster, сталкиваются с уникальной проблемой хранения своего генетического материала. Внутри их семенных пузырьков, мешочков размером не больше кончика тонкого пера, содержатся тысячи сперматозоидов. Каждый из этих сперматозоидов имеет длину около 1,8 миллиметра, что сопоставимо с длиной самой мушки.
Каким образом гигантские сперматозоиды плодовых мушек избегают хаоса в замкнутом пространстве?
Изображение носит иллюстративный характер

Задача поддержания порядка в такой системе сложнее, чем попытка распутать «карман, полный проводов от наушников», с той лишь разницей, что эти «провода» находятся в постоянном движении. Эта биологическая загадка была решена командой исследователей из Института Флэтайрон в Нью-Йорке.

Количественный биолог Жасмин Имран Альсус и прикладной математик Майкл Шелли обнаружили, что сперматозоиды самоорганизуются в упорядоченную структуру, известную как «живой жидкий кристалл». Этот материал обладает свойствами как кристалла, так и жидкости: он имеет строгую внутреннюю организацию, но при этом способен течь.

Согласно исследованию, опубликованному 23 июля на , сперматозоиды выстраиваются в плотные ряды и начинают скользить друг мимо друга в противоположных направлениях. Эти упорядоченные пути могут «извиваться, подобно завиткам отпечатка пальца», создавая сложный, но предсказуемый поток внутри крошечного мешочка.

Механизм, предотвращающий спутывание, основан на чистой физике. «Вечно бьющиеся хвосты» сперматозоидов непрерывно толкают и отталкиваются от своих соседей. Это постоянное взаимное давление заставляет каждую клетку вытягиваться в прямую линию, «словно сваренные спагетти». Именно это выпрямление не позволяет им образовывать узлы.

Данная стратегия организации имеет критическое значение для репродуктивного успеха плодовой мушки. Если бы сперматозоиды сбились в «узловатый» или «спутанный комок», их передача самке для оплодотворения стала бы невозможной. Таким образом, формирование живого жидкого кристалла является обязательным условием для фертильности вида.

Для подтверждения своей гипотезы ученые применили комплексный подход. Они использовали трехмерную микроскопию для визуализации живых сперматозоидов в семенных пузырьках, разработали математическое описание их движения, смоделировали этот процесс на компьютере и, наконец, подтвердили свои выводы в ходе лабораторных экспериментов с живыми клетками.


Новое на сайте

18324Доступ к эксклюзиву: новая ловушка для розничного инвестора 18323Может ли антивирус стать идеальным прикрытием для кибершпионажа? 18322Хранят ли два священных острова в ядовито-зеленом озере мумии древних императоров? 18321Что может рассказать пепел сгоревшей таверны XIX века? 18320Возможно ли создать универсальный донорский орган, изменив его группу крови? 18319Какие пять уязвимостей от Oracle до Apple стали оружием в руках хакеров? 18318Что может рассказать забытый соперник Рима о его истинном облике? 18317Почему оптическая иллюзия обманывает рыб, но не горлиц? 18316Эффект домино в облаке: как один сбой Amazon парализовал интернет 18315Непреодолимый энергетический барьер человеческого тела 18314Воздушный перегон в Бэдлендс: как вертолеты сохраняют популяцию бизонов 18313Бразильская спам-империя в магазине Google Chrome 18312Чистка рая: война Лос-Анджелеса против белых безработных 18311Архитектура страха: научное объяснение призраков и проклятых мест 18310Может ли копирование кода с веб-страницы обойти все ваши системы защиты?