流体动力学不稳定性为化学力学活性细丝中的自发仿生振荡提供通用途径

将化学能转化为机械运动的非平衡过程使生物体的运动成为可能。由分子马达能量转换驱动的不可伸长细丝束构成了纤毛和鞭毛等微米级运动引擎的基本组件。近期关于合成活性细丝的实验中对类纤毛运动的模拟支持了这样一种观点，即通用的物理机制足以产生此类运动。在此，我们从理论上表明，由无力和无力矩的化学力学活性流诱导的流体动力学相互作用的去稳定效应与非线性弹性的稳定效应之间的竞争，为活性细丝中的自发振荡提供了一条通用途径。这些振荡类似于原核和真核生物的鞭毛运动，其产生无需 invoking 结构复杂性或生化调节。这种极简性意味着，此前仅在复杂活性细丝束中观察到的仿生振荡，可以在简单的通用化学力学活性珠链中复现。