从鞭毛波动到集体运动：精子悬浮液动力学的预测
流体动力学
2018-06-25 v1 细胞行为
摘要
游动细胞与微生物的集体动力学与其个体形状和推进机制一样多样。即便对于具有刻板形状(由细胞体连接柔性鞭毛构成)的精子细胞，也观察到从紧密聚集群体的形成到更大尺度类湍流运动的广泛集体动力学。利用可分辨鞭毛动力学的详细数学模型，我们对含有多达1000个细胞的精子悬浮液进行模拟，并探索个体与集体动力学之间的联系。我们发现，取决于个体动力学从一游泳者到另一游泳者的变化程度，精子要么表现出强烈的聚集倾向，要么悬浮液表现出大尺度漩涡。流体动力相互作用支配着这两种状态的形成与演化。此外，对状态的定量分析揭示，在鞭毛波动时间尺度上产生的流动对周围流体中的总能量有显著贡献，凸显了分辨这些流动的重要性。
引用
@article{arxiv.1801.08180,
title = {From flagellar undulations to collective motion: predicting the dynamics of sperm suspensions},
author = {S. F. Schoeller and E. E. Keaveny},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.08180},
year = {2018}
}