La tercera ley del movimiento, también conocida como la tercera ley de Newton, señala que “si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este último ejerce sobre el primero una fuerza igual en módulo y de sentido contrario a la primera”. Estas leyes son capaces de describir fenómenos físicos a escalas planetarias y microscópicas, pero tiene también limitaciones. La última parecen haberla marcado las células reproductivas humanas.
Acción sin reacción. Tras analizar el movimiento de los espermatozoides humanos, un equipo de investigadores de la Universidad de Kyoto ha observado algo inusual en este. Según el estudio recientemente publicado por este equipo, la capacidad de propulsarse de estas células reproductivas parece desafiar la tercera ley del movimiento.
¿Qué significa desafiar a la tercera ley del movimiento? En declaraciones recogidas por New Scientist, Kenta Ishimoto, uno de los autores del estudio, explicaba esta idea de la acción sin reacción equivalente pero opuesta como si empujáramos un muro, solo que, en lugar de que este empujara nuestra mano anulando la fuerza de esta, el muro escapara de nosotros.
Sistema de propulsión. El estudio , publicado ahora en la revista PRX Life, analizó el movimiento de espermatozoides humanos y de unas algas unicelulares llamadas Chlamydomonas. Además de ser entidades unicelulares, espermatozoides y algas tienen en común la herramienta con la que se desplazan, el flagelo.
El flagelo debe su nombre a su semejanza con un látigo, pero tendemos a asociar estos filamentos a una “cola”. Al menos en el caso de las células reproductivas masculinas.
Un entorno viscoso. El flagelo sirve a gametos y organismos unicelulares para desplazarse por un entorno viscoso: el agua (sí, una de las propiedades del agua es su viscosidad en las escalas nanoscópicas). Según los autores del estudio, la elasticidad de estos flagelos es una característica clave a la hora de permitir a estas células propulsarse de forma “no recíproca”, es decir, les permite violar esta tercera ley de la moción.
Elasticidad “impar”. Los autores admiten que no es mucho lo que saben sobre el proceso a través del cual espermatozoides y algas se aprovechan de esta elasticidad para desplazarse, pero proponen un marco a través del cual llegar a entender cómo se produce este desplazamiento. Uno basado en lo que denominan la elasticidad “impar”.
La propiedad de la elasticidad impar sería la que permitiría a los flagelos propulsar a las células de forma eficiente, sin perder su energía dispersa entre el fluido a través del cual se desplaza.
Puesto que la elasticidad impar no terminaba de explicar el movimiento de las células analizadas, los investigadores propusieron el concepto de “módulo elástico impar”. Este módulo es una variable cuya magnitud se relacionaría en los modelos matemáticos empleados por el equipo con la capacidad del flagelo de ondear sin estar sujeto a la resistencia del líquido circundante.
Más que un simple movimiento. Entender el movimiento de estructuras tan pequeñas como las células tiene distintas ventajas. Los autores señalan, por ejemplo que en un futuro podría dar pie a la creación de pequeños robots que se valgan de las propiedades elásticas para desplazarse. Aun cuando esto pueda resultar en vulnerar las mismas leyes de la moción de Newton.
Los flagelos no son exclusivos de espermatozoides y algas. Numerosos organismos unicelulares se valen de estas estructuras para desplazarse. Comprender cómo lo hacen podría también ayudarnos a entender como se mueven y propagan los microorganismos, desde algas hasta bacterias.
En Xataka | La (famosísima, pero imaginaria) manzana de Newton
Imagen | Nadezhda Moryak / Godfrey Kneller
– La noticia Las leyes de Newton son una de las verdades universales de la ciencia. Ahora el esperma amenaza con romperlas fue publicada originalmente en Xataka por Pablo Martínez-Juarez .