Οι ερευνητές ανακαλύπτουν γιατί ο Ε. Coli μετακινεί ταχύτερα σε υγρά που μοιάζουν με σιρόπι από το νερό

Σε μια εκπληκτική ανακάλυψη, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα βακτήρια Ε. Coli κολυμπούν ταχύτερα σε υγρά που μοιάζουν με σιρόπι σε σύγκριση με το νερό. Αυτή η απροσδόκητη συμπεριφορά προκαλεί τη συμβατική κατανόηση της βακτηριακής μετακίνησης και θα μπορούσε να έχει επιπτώσεις στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα βακτήρια κινούνται σε διάφορα περιβάλλοντα. Τα ευρήματα της ερευνητικής ομάδας δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Physical Review Fluids.

Χρησιμοποιώντας πειράματα μικρορευστών και θεωρητικής μοντελοποίησης, οι ερευνητές διεξήγαγαν λεπτομερή ανάλυση της συμπεριφοράς κολύμβησης του E. coli σε υγρά με διαφορετικά ιξώδη. Παραδόξως, παρατήρησαν ότι το Ε. Coli κολύμπησε ταχύτερα σε υγρά με υψηλότερα ιξώδη, που μοιάζει με σιρόπι ή μέλι, παρά σε υγρά νερού ή χαμηλού ιξώδους.

Για να εξηγήσει αυτό το ασυνήθιστο φαινόμενο, οι ερευνητές έπεσαν στη μηχανική της βακτηριακής κολύμβησης. Το E. Coli προωθεί τον εαυτό του περιστρέφοντας τα μαστίγια του, τα οποία δρουν σαν μικροσκοπικά έλικες. Σε υγρά χαμηλής ιξώδους όπως το νερό, τα μαστίγια μπορεί να περιστρέφονται ελεύθερα, με αποτέλεσμα την αποτελεσματική πρόωση. Ωστόσο, σε υγρά υψηλής ιξώδους, τα μαστίγια συναντούν περισσότερη αντίσταση, προκαλώντας τους να περιστρέφουν πιο αργά και να παράγουν λιγότερη ώθηση.

Είναι ενδιαφέρον ότι οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η αυξημένη αντίσταση οδηγεί επίσης σε αλλαγή στην τροχιά κολύμβησης του Ε. Coli. Σε υγρά χαμηλού ιξώδους, το Ε. Coli τείνει να κολυμπά σε ευθείες γραμμές. Αντίθετα, σε υγρά υψηλής ιξώδους, τα βακτήρια υιοθετούν μια πιο στριφογυριστική κίνηση, που χαρακτηρίζεται από συχνές αλλαγές προς την κατεύθυνση.

Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, αυτή η συμπεριφορά μπορεί να είναι μια βασική προσαρμογή που επιτρέπει στην E. coli να κινηθεί πιο αποτελεσματικά σε ιξώδη περιβάλλοντα. Η στροφή της κίνησης επιτρέπει στα βακτήρια να εξερευνήσουν το περιβάλλον τους πιο αποτελεσματικά και να βρουν πιο ευνοϊκές συνθήκες για την επιβίωση.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτή η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η Ε. Coli ανταποκρίνεται σε διαφορετικά ιξώδη θα μπορούσε να ρίξει φως στο πώς τα βακτήρια περιηγούνται σε διαφορετικά περιβάλλοντα, όπως το ανθρώπινο σώμα, το έδαφος ή τα βιομηχανικά περιβάλλοντα. Τα ευρήματα θα μπορούσαν επίσης να ενημερώσουν το σχεδιασμό των μικρορευστών συσκευών που χειρίζονται βακτηριακή κίνηση ή ξεχωριστά βακτήρια με βάση την κινητικότητά τους.

Ενώ η συμπεριφορά κολύμβησης του E. Coli σε υγρά υψηλής ιξώδους μπορεί να φαίνεται αντιληπτή στην αρχή, αποδεικνύει την αξιοσημείωτη προσαρμοστικότητα των μικροοργανισμών στο περιβάλλον τους. Προκαλώντας τις συμβατικές υποθέσεις, η έρευνα αυτή προσφέρει νέες γνώσεις για τους πολύπλοκους μηχανισμούς που διέπουν τη βακτηριακή κινητικότητα και την οικολογική επιτυχία.