Физики объяснили тягу бактерий к вязкой среде
Немецкие и нидерландские учёные изучили свойство некоторых бактерий, известное как вискотаксис. Оно выражается в том, что эти бактерии в жидкой среде перемещаются в сторону увеличения вязкости или густоты. Было известно, что данные бактерии плохо приспособлены к плаванию в жидкости с низкой вязкостью. Однако до сих пор не было понятно, как именно эти бактерии определяют, в какой стороне образовалась более густая среда.
По отдельности клетки способны передвигаться в зависимости от изменений окружающей среды. Например, известен фототаксис – движение по направлению к источнику света; хемотаксис – движение к наибольшей концентрации определённых веществ. К такому перемещению способны многие микроорганизмы – протисты, бактерии, одноклеточные водоросли, сперматозоиды. У бактерий родов Leptospira и Spiroplasma был замечен вискотаксис, упомянутый выше.
Некоторые исследователи объясняли вискотаксис тем, что у способных к нему бактерий имеются некие дополнительные органы чувств, улавливающие вязкость. Однако найти подобные рецепторы у бактерий не удалось. Теперь же учёные уверены, что движение названных бактерий по направлению к большей густоте имеет пассивный характер.
Для этого они сравнили форму тела разных бактерий колонии. У тех из них, которые обладали осевой симметрией, вискотаксис не наблюдался. К нему были способны лишь бактерии, обладавшие нелинейной формой, как упомянутые выше Leptospira и Spiroplasma, которые имеют спиралевидное тело. Следовательно, жидкость сама оказывает давление на клетки этих организмов и поворачивает их в нужном направлении.
Эксперименты над бактериями только подтвердили теоретические расчёты.
Учёные построили целую теорию вискотаксиса, учитывающую движение объектов более сложной формы. Оказалось, что может существовать как положительный вискотаксис (движение в сторону большей вязкости), так и отрицательный (перемещение в сторону меньшей вязкости).
Данное открытие может использоваться на практике. Например, есть возможность создавать роботов, способных к пассивному перемещению в зависимости от вязкости среды. Такие структуры могут доставлять вещества в сложных биологических системах.
