线虫在无约束与受限流体中的运动
流体动力学
2019-01-18 v1 生物物理
摘要
毫米级的土壤栖居线虫 {\it C. elegans} 通过产生沿其身体传播的波动来推进自身，并通过呈现高度弯曲的形状进行转向。根据我们最近的研究 [PLoS ONE \textbf{7}, e40121 (2012)]，所有这些姿态均可由分段谐波曲率 (PHC) 模型准确描述。我们将这种基于曲率的描述与高精度的流体动力学珠模型相结合，以评估线虫在无约束流体和平行壁细胞中游动的归一化速度和转向角。我们发现，由于壁介导的身体节段间远场流体动力学耦合导致横向与纵向阻力系数比值较大，线虫在强受限环境下移动速度快一倍且导航更有效。我们还注意到，最佳游泳步态与在高粘度流体中游动的线虫所观察到的步态相似。我们的珠模型使我们能够确定受限环境和线虫身体有限厚度对其运动的影响。经典的阻力理论和细长体理论并未考虑这些效应。
引用
@article{arxiv.1306.4423,
title = {Nematode Locomotion in Unconfined and Confined Fluids},
author = {Alejandro Bilbao and Eligiusz Wajnryb and Siva Vanapalli and Jerzy Blawzdziewicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1306.4423},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 18 Figures