波状鞭毛的自屈曲：精子双波的弹性流体动力学机制

内容形式：摘要译文

昆虫、鸟类和章鱼精子的鞭毛相对较长，呈现出双波形态，其特征是两种螺旋波叠加。如此高度有序的波形广泛存在于不同类群和不同鞭毛构型中，这暗示其背后存在共同的物理机制。因此，可将鞭毛建模为浸没在黏性流体中的弹性细丝，并由一组内部弯矩波主动驱动。对一端固定的细丝进行模拟表明，细丝可在自身主动作用下屈曲，进入旋转和拍振状态。对弹性流体动力学方程进行多重尺度分析，揭示了快速波动之间的非线性相互作用如何产生驱动屈曲的有效压缩力，并将波驱动屈曲与经典的跟随力不稳定性联系起来。将模型扩展至游动的精子后发现，同一种不稳定性会产生双波。对不同物种进行的参数估算表明，大多数观测到的双波都处于允许发生屈曲的参数范围内，这支持自发屈曲是双波形成的一种普遍物理机制。

关键词：精子鞭毛 · 双波形态 · 自发屈曲 · 弹性流体动力学 · 跟随力不稳定性

原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.11.750800v1?rss=1