模型鞭毛与纤毛同步化的能量学
生物物理
2021-04-28 v1 软凝聚态物质
流体动力学
摘要
同步化常在鞭毛细胞的游动中观察到，无论是同一生物体的多个附属物之间，还是邻近细胞的鞭毛之间。搏动的纤毛也可见其动力学同步。1951年，Taylor表明共游精子鞭毛的观测同相搏动与周围流体中耗散能量的最小化一致。在此我们针对鞭毛和纤毛的三种模型重访Taylor假说：（1）具有纵模和横模的Taylor波动片，与柔性鞭毛相关；（2）无滑移表面上方环绕的球体，用于模拟相互作用的柔性纤毛；（3）无滑移表面上方旋转的杆，用于处理节点纤毛的相互作用。通过显式计算流场，我们表明在三种模型中模型鞭毛或纤毛的做功速率最小化的条件为：（1）取决于片层间距和精确波动运动学的相位差；（2）取决于球体相对位置和取向的同相或反相运动；（3）杆的同相旋转。这些结果将有助于未来探究这些构型中同步化动力学的模型。
引用
@article{arxiv.2101.05868,
title = {Energetics of synchronisation for model flagella and cilia},
author = {Weida Liao and Eric Lauga},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.05868},
year = {2021}
}