Abstract

Ez a cikk az úszó flagellák hidrodinamikai elemzésére általánosan használt ellenállás-erő elmélet (Gray és Hancock módszere) pontosságát vizsgálja. Összehasonlítást végeztünk az ellenállás-erő elmélettel és a pontosabb karcsútest-elmélettel számított erők, hajlítónyomatékok és nyírónyomatékok között nagy amplitúdójú, síkbeli hullámformák esetén, amelyeket egy flagellamodellre számítottunk. Az ellenállás-erőelméleti számításokban használt klasszikus ellenállási együttható értékének felfelé történő, kb. 35%-os empirikus kiigazításával jó egyezést kaptunk a két módszer által előre jelzett erők és nyomatékok eloszlása között a flagellum hossza mentén, amikor a flagellumhoz nem kapcsolódik sejttest. Ezt a kiigazítást követően azt találtuk, hogy a két módszer által a néhány tipikus vizsgálati esetre számított energiafelhasználás mértéke majdnem azonos. Az ellenállás-erő elmélet tehát teljesen kielégítően használható a flagelláris hajlítás szabályozására szolgáló mechanizmusok elemzésére, az elemzés jelenlegi fejlettségi szintjén. Megvizsgáltuk a flagellum egyik végéhez rögzített sejttest jelenlétének hatásait is, amely módosítja a flagellum által tapasztalt áramlási mezőt. Ez a kölcsönhatás, amelyet az ellenállás-erő elmélet nem vesz figyelembe, valószínűleg jelentéktelen kis sejttestek esetében, mint például az egyszerű spermiumok feje, de nagyobb sejttestek vagy olyan sejttestek esetében, amelyek nagy amplitúdójú mozgást végeznek az úszás irányára keresztben, a pontos elemzéshez a karcsútest-elmélet alkalmazása szükséges.