Ученые обнаружили способность бактерий к коллективным действиям

Необычное для бактерий скоординированное поведение, похожее на танец в стиле «флешмоб» смогла зафиксировать международная группа биофизиков

Международная группа биофизиков обнаружила необычное для бактерий скоординированное поведение, похожее на танец в стиле «флешмоб». Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Понимание пускового механизма такого поведения пригодится в разичных областях науки, включая робототехнику, микробиологию и биомедицину.

«Мы обнаружили, что в плотных бактериальных суспензиях миллионы подвижных клеток могут самоорганизовываться, в результате чего возникает очень активное коллективное осцилляторное движение. В то же время отдельные клетки перемещаются беспорядочным образом, не проявляя явных периодических колебаний, а лишь часто, резко и случайно меняя направление движения», — говорится в исследовании.

Таким образом, при наблюдении за всей бактериальной группой прослеживается синхронизированное движение, хотя сначала кажется, что каждая клетка движется как и куда ей хочется.

Изучение подобного поведения в многоклеточных системах необходимо для понимания множества биологических процессов, таких как формирование органов тела и эмбрионов, регуляция нейронных сетей.

«Выявленные коллективные колебания представляют собой первый известный случай слабой синхронизации случайных траекторий. Это поможет нам лучше понимать физику самоорганизации в неравновесных системах. Механизм возникновения этой слабой синхронизации из локальных взаимодействий пригодится при создании новых стратегий проектирования роботов, способных выполнять коллективные задачи без централизованного управления», — говорится в пресс-релизе Китайского университета Гонконга.

Исследование базируется на результатах экспериментальных наблюдений за бактериальными группами и на математической модели, разработанной учеными из Франции и КНР, разъясняющей суть отношений между отдельными клетками.