Бактерия никогда не плавает в одиночку

“You'll Never Walk Alone” – девиз FC Liverpool.

Многие представители животного мира проявляют стайное поведение, но тот факт, что бактерии ведут себя так же, мало известен.

Исследователи из университета Лунда в Швеции показали, что бактерии образовывают стаи при очень низкой концентрации бактерий. Открытие позволяет лучше понять, как микроорганизмы инфицируют людей и животных.

Стайное поведение среди животных похоже возникает спонтанно в группе независимых особей без явного лидера. Такое поведение присуще всем типам организмов от бактерий до людей. Исходя из этого, возникает гипотеза, что существуют фундаментальные принципы построения стаи, которые не зависят от индивидуума. 

Исследователи из университета Лунда, в сотрудничестве с коллегами из Великобритании и Франции, недавно установили, что стайное поведение среди микроорганизмов развито лучше, чем мы раньше думали.

"Мы рассматриваем физическую модель, объясняющую, как микроорганизмы двигаются. С биологической точки зрения она полезна для исследования развития стайного поведения бактерий, что поможет понять течение инфекционных заболеваний," – сказал Иоаким Стенхаммар, химик из университета Лунда.

Когда человек или животное плывет, он создает за собой завихрения, которые можно почувствовать. Исследователи создали теоретическую модель, которая описывает, как одиночные микроорганизмы общаются друг с другом, используя завихрения и волны, которые они создают. Эти возмущения жидкости позволяют бактерии почувствовать присутствие другого организма и воздействовать друг на друга при очень низких концентрациях. Поэтому, микроорганизмы не должны считаться изолированными при низких концентрациях. И ранее было известно, что некоторые плавающие бактерии, такие как E. coli и сальмонелла при высоких концентрация формируют «стаи». Стенхаммар и его коллеги показали, что только при очень низких концентрация – менее 10% от того, что считалось до этого – бактерии могут считаться изолированными. (Как-то рука не поднялась написать «индивидуальными»).

"В противоположность изолированной бактерии, стая может двигаться синхронно длительное время и в несколько раз быстрее, чем одинокая бактерия," – добавил Стенхаммар.

"Наше исследование добавляет еще один кусочек мозаики в наше понимание того, как стайное поведение работает в биологических системах, и наша модель применима к большому числу плавающих микроорганизмов," – говорит Йоаким Стенхаммар.

Источник: Joakim Stenhammar et al. Role of Correlations in the Collective Behavior of Microswimmer Suspensions, Physical Review Letters (2017). DOI: 10.1103/PhysRevLett.119.028005