Fizycy używają kropli oleju do badania, jak pływają bakterie i inne organizmy jednokomórkowe

Pomimo względnej prostoty swojej formy, istoty jednokomórkowe rozwinęły złożone formy do badań

otaczająca przestrzeń.Naukowcy z Instytutu Dynamiki i Samoorganizacji im. Maxa Plancka przeprowadzili serię eksperymentów, aby odkryć mechanizmy fizyczne determinujące strategie ruchowe mikropływaków.

W pierwszym eksperymencie naukowcy badali, jakporuszający się mikro pływacy wpływają na siebie nawzajem. W ich eksperymencie mikroskopijne kropelki oleju w roztworze mydlanym poruszają się niezależnie, uwalniając niewielką ilość oleju.

Te same „smugi kondensacyjne”, które mogąaby odstraszyć inne mikroorganizmy, bakterie pozostawiają po sobie – twierdzą naukowcy. Mikropływacze potrafią określić, czy w tym samym miejscu przebywał ostatnio inny organizm. Strategia ta prowadzi do samounikania – wyjaśniają autorzy pracy. 

Mikroorganizmy odpychają się od śladów i poruszają sięw obiegu zamkniętym z dala od innych. W tym przypadku odpychające działanie jednego „pływaka” z trajektorii drugiego jest określone przez kąt podejścia i czas, jaki upłynął od pierwszego pływania.

Unoszące się cząsteczki pozostawiają „smugę”, która odpycha inne cząsteczki. Zdjęcie: MPI-DS / Maass

W innym eksperymencie naukowcy wykazali, że dlaAby poruszać się pod prąd w wąskim kanale, małe organizmy wykorzystują oddziaływanie hydrodynamiczne ze ścianą kanału. Ten rodzaj ruchu wyjaśnia na przykład, w jaki sposób bakterie chorobotwórcze przemieszczają się przez naczynia krwionośne.

Ponadto naukowcy zbadali kolektywzachowanie hydrodynamiczne dużej liczby mikropływaków. Odkryli, że liczne kropelki mogą tworzyć skupiska, które unoszą się jak poduszkowiec lub wznoszą się i wirują jak małe helikoptery. W tym przypadku pojedyncze cząstki nie mogły się w ten sposób poruszać.

Aktywni mikropływakowie mogą tworzyć roje, które spontanicznie zaczynają się obracać i wznosić jak mikroskopijne helikoptery. Zdjęcie: MPI-DS / Maass

Naukowcy są przekonani, że różne wzorce ruchu występujące w mikroorganizmach można wykorzystać do projektowania nanorobotów i opracowywania mechanizmów ukierunkowanego dostarczania leków.

Czytaj więcej:

Naukowcy sfilmowali dziwne stworzenie z mackami, które pomylili z kwiatem

Niekontrolowana chińska rakieta wkrótce spadnie z powrotem na Ziemię. Co się dzieje

Archeolodzy morscy znajdują wrak średniowiecznego wraku statku