Berlin. Forscher entdecken, dass Spermien durch zähflüssige Flüssigkeiten schwimmen können – offenbar unter Missachtung physikalischer Gesetze.

Als Newton 1686 seine berühmten Bewegungsgesetze aufstellte, versuchte er, die Beziehung zwischen einem physikalischen Objekt und den auf ihn wirkenden Kräften mit möglichst einfachen Prinzipien zu erklären. Diese physikalischen Regeln scheinen für mikroskopisch kleine Spermien, die sich durch klebrige Flüssigkeiten schlängeln, nicht unbedingt zu gelten. Zu diesem Schluss kommt ein japanisches Forscherteam.

Mehr dazu:Keine Lust auf Sex? Gelinge Libido erhöht Sterberisiko bei Männer

Spermien brechen Regeln der Physik – Was steckt dahinter?

Das Forscherteam um Kenta Ishimoto von der Universität Kyoto hat die nicht-reziproken Wechselwirkungen von Spermien und anderen mikroskopisch kleinen biologischen „Schwimmern“ untersucht, um zu verstehen, wie sie durch Substanzen gleiten, die ihrer Bewegung theoretisch Widerstand entgegensetzen müssten. Denn nach dem dritten Newtonschen Gesetz folgt auf jede Aktion eine gleich große, entgegengesetzte Reaktion. Jede Bewegung, die die Spermien vorwärts treibt, müsste also durch eine Gegenbewegung wieder aufgehoben werden. Dennoch gelingt es den Spermien offensichtlich, dieses Wechselwirkungsprinzip zu durchbrechen und zur Eizelle zu schwimmen.

Ishimoto und seine Kollegen analysierten experimentelle Daten über menschliche Spermien und modellierten auch die Bewegung von Grünalgen. Beide schwimmen mit dünnen, biegsamen Flagellen, die aus dem Zellkörper herausragen und ihre Form verändern, um die Zellen voranzutreiben. Das Problem ist, dass Wasser für ein so kleines Objekt wie ein Spermium fast zähflüssig ist. Die Zellen können sich nicht einfach durch Hin- und Herbewegen vorwärts schieben. Jede Bewegung, die die Zelle vorwärts treibt, wird durch die entgegengesetzte Bewegung wieder aufgehoben.

Auch interessant:Wie zufriedenstellend ist das Sexleben der Deutschen?

Spermien brechen das dritte Newtonsche Gesetz

Warum können sich Spermien trotz Widerstand bewegen? Wie die Forscher in der Fachzeitschrift „PRX Life“ berichten, kann das dritte Newtonsche Gesetz von Aktion und Reaktion gebrochen werden. Der Grund: Die Spermienschwänze schwingen wie eine Peitsche hin- und her und besitzen eine „odd elasticity“ (seltsame Elastizität), die es ihnen ermöglicht, sich ohne großen Energieverlust durch die Flüssigkeit zu bewegen.

Die Fähigkeit der „odd elasticity“ erklärt jedoch nicht vollständig, wie die wellenförmigen Bewegungen der Flagellen die Zelle voranbringen. Die Forscher vermuten, dass die „Peitsche“ des Spermiums zwar zyklisch hin und her schwingt, ihre Elastizität aber über die Länge variiert. So kann es sein, dass sich die Zelle über gewisse Strecken sogar so verhält, als ob sie keine gleich starke Rückstellkraft erfährt, während sie an anderen Stellen die Rückstellkraft für den Vortrieb nutzt.

Lesen Sie auch:Guter Sex? Experten geben Tipps für Erfüllung im Bett