Spermlerin Hareketleri Üzerine Matematiksel Modelleme

Sperm sayısının ve hareketinin artık matematiksel formüllerle açıklanabildiğini biliyor musunuz? 

Bu konuda son zamanlarda yapılan önemli bir araştırma York Üniversitesi’nde bulunan biyolog ve matematikçilerden geldi. Bir spermin hareketi ve yumurtayı dölleme durumunu bir fonksiyonla açıklamayı başardılar. Bunun için öncelikle bir spermin baş ve kuyruk kısmının titreşimini açıklayan bir hesap yaparak işe başladılar ardından da diferansiyel denklemlerden oluşan çözümlemelerle çalışmaya son şeklini verdiler.

Araştırmanın ses getirmesi üzerine, Oxford, Birmingham, Kyoto üniversitelerinden de birçok araştırmacının katılmasıyla spermin hareketini açıklayan bir denklem elde edildi.

York Üniversitesi Matematik Bölümü’nden Dr. Hermes Gadêlha “Bir spermin yumurtalığın içindeki sıvıda nasıl ilerlediğini ancak hassas ve maliyeti yüksek olan mikroskoplar sayesinde gözlemlemekteyiz. Bu gözlemler de öyle kolay olmamaktadır. En ufak hata spermin yok olmasına neden olmakta ve gözleminizin yarım kalmasına sebebiyet vermektedir. Spermin kuyruk vuruşlarını bir bilgisayar modellemesi ile açıkladık. Bunu akışkanlar ile açıklanan bir konuya dahil edip üzerinde formülasyon ile grafiksel mekanizma yaptık.” biçiminde açıklamıştır.

Sperm etrafındaki akışı tanımlamak amaçlı sayısal simülasyonlar kullanmak sıvı yapılar için çok karmaşık olduğundan, verileri anlamak ve kullanmak zorlaşır. Kullanılan bir örnekte yaklaşık 55 milyon sperm varsa, aynı anda nasıl hareket ettiklerini modellemek bu yüzden zordur.

Bu sebeple, sorunu çözmeye yönelik, durumu basitleştiren ve çok sayıda spermin nasıl yüzdüğünü tahmin etmeyi kolaylaştıran bir matematiksel formül oluşturuldu.

Spermlerin hızları ile yumurtayı dölleme durumu ilişkilendirildi. Ayrıca bu çalışma esnasında spermlerin hareketleri konusunda da bazı ilginç sonuçlar elde edildi. Bir spermin yumurtaya gidişi için hep ileriye doğru hareket etmediği, geriye yay uzanımı ile kendini sıkıştırıp ardından ileriye doğru fırlattığı ve her bir ileri hareketi için yarım nano’luk bir geri sıkıştırma yaptığı anlaşıldı.

Başarılı bir doğurganlık, spermin sıvı içerisinde olan hareketine bağlıdır. Ama bu hareket çok karmaşık biçimdedir. Ekip bir spermin akışkan hareketini öngörebildiği matematiksel bir formüle sahip olduğu için bir sonraki adım, modelin daha büyük hücrelerdeki tahminler için kullanılmasıdır. Ayrıca infertilite tedavisinde yeni teknikler bulabileceklerine de inanıyorlar.

Matematiği bu şekilde modellemelerle açıklayan bilim insanlarının aynı anda yürüttüğü kanser hücrelerinin çoğalma sayısını veren bir de üstel fonksiyon tanımlamaları var. Aynı ekip İngiltere’de yapılacak olan Kanser Araştırma Enstitüsü tarafından davetli olarak katılmaya hak kazandılar. Açıklayacakları çok önemli şeyler olacaktır.

Referans

  1. http://phenomena.nationalgeographic.com/2012/02/07/sperm-waves/
  2. https://www.labce.com/spg27439_question.aspx
  3. https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.118.124501
  4. https://www.york.ac.uk/news-and-events/news/2017/research/how-sperm-swim-revealed-in-maths-formula/

Matematiksel

Yazıyı Hazırlayan: Mushab Bedirhan Andiz

Matematiğin eşsiz dünyasında kaybolmuş araştırma ve çalışmaktan büyük bir keyif alan, matematiksiz her saniyenin kendisi için kayıp bir an olduğunu düşünen matematik çalışamadığı günlerin telafisini ağlayarak affettirmeye çalışan, içindeki bu heyecanı, aşkı, tutkuyu dindirmek için yazmak zorunda kalan matematikçi...

Bunlara da Göz Atın

Sıfırın Kökeni Hakkındaki Bildiklerimiz Değişecek

Bir sayı olarak sıfır kavramının matematikte devrim yarattığını söyleyebiliriz. Çünkü, mutlak yokluğu temsil eden sayı …

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir