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

18817Искусственный интеллект в математике: от олимпиадного золота до решения вековых проблем 18816Радиоактивный след в Арктике: путь цезия-137 от лишайника через оленей к коренным народам 18815Критическая уязвимость WatchGuard CVE-2025-14733 с рейтингом 9.3 уже эксплуатируется в... 18814Что подготовило ночное небо на праздники 2025 года и какие астрономические явления нельзя... 18813Зачем нубийские христиане наносили татуировки на лица младенцев 1400 лет назад? 18812Как увидеть метеорный поток Урсиды в самую длинную ночь 2025 года? 18811Кто стоял за фишинговой империей RaccoonO365 и как спецслужбы ликвидировали угрозу... 18810Как злоумышленники могут использовать критическую уязвимость UEFI для взлома плат ASRock,... 18809Как наблюдать максимальное сближение с землей третьей межзвездной кометы 3I/ATLAS? 18808Передовая римская канализация не спасла легионеров от тяжелых кишечных инфекций 18807Способен ли вулканический щебень на дне океана работать как гигантская губка для... 18806Зонд NASA Europa Clipper успешно запечатлел межзвездную комету 3I/ATLAS во время полета к... 18805Может ли перенос лечения на первую половину дня удвоить выживаемость при раке легких? 18804Новая китайская группировка LongNosedGoblin использует легальные облачные сервисы для... 18803Генетический анализ раскрыл древнейший случай кровосмешения первой степени в итальянской...