真核游动细胞的形状受流体动力约束塑造

真核游动细胞如精子、藻类或原生动物利用鞭毛或纤毛在黏性流体中运动。其柔性附属物在周围流体中的运动产生推进力，与细胞上的黏性阻力平衡，从而导致定向游动。此处，我们利用最近构建的细胞运动数据库（BOSO-Micro）来考察真核游动细胞的形状在多大程度上从流体动力学角度看是最优的。我们首先考察发生波状变形的柔性鞭毛的形态，并表明其振幅-波长比接近理论预测的主动丝推进效率最优值。接着我们考虑纤毛虫，其运动由覆盖表面的短纤毛集体拍动引发。我们表明纤毛虫的纵横比接近预测的使细胞体黏性阻力最小的数值。两项结果都强烈暗示流体动力约束（特别是黏性阻力）在塑造真核游动细胞中起关键作用。