Bakterier visar flockbeteende
Många djurarter uppvisar flockbeteenden, men att även mikroorganismer gör det är inte lika känt. Forskare vid Lunds universitet har nu visat att alger och bakterier bildar flockar även när det bara är några få individer, vilket i förlängningen kan öka förståelsen för hur organismerna infekterar sina värddjur.
Hos djur uppkommer flockbeteenden till synes spontant i en grupp av självständiga individer utan någon tydlig ledare. Beteendet förekommer hos alla möjliga typer av organismer, från bakterier till människor. Ett antagande är därför att det finns grundläggande principer för flockbildning som inte är beroende av enskilda individer. Nu har forskare från Lunds universitet tillsammans med kollegor från Storbritannien och Frankrike kommit fram till att flockbeteendet hos mikroorganismer är mer avancerat än vad vi tidigare har trott.
– Vår forskning är en fysikalisk förklaringsmodell till hur mikroorganismer transporterar sig. Ur ett biologiskt perspektiv är det användbart att utreda de evolutionära grunderna bakom flockbeteenden hos bakterier eftersom sambanden kan öka förståelsen för förloppet vid infektionssjukdomar, säger Joakim Stenhammar, kemiforskare vid Naturvetenskapliga fakulteten på Lunds universitet.
Hittar varann genom svallvågor
När en människa eller djur simmar bildas det vätskeflöden, svallvågor, som andra kan känna av. Forskarna har nu skapat en teoretisk modell som beskriver hur enskilda mikroorganismer kommunicerar med varandra via de vätskeflöden som varje organism skapar när den simmar. Den fysikaliska principen skiljer sig åt från vanliga svallvågor, men flödena i sig gör att bakterier känner av varandras närvaro och påverkas av varandra vid mycket låga koncentrationer. Mikroorganismer kan då inte beskrivas som isolerade individer.
Sedan tidigare är det känt att vissa simmande bakterier, exempelvis E. coli och Salmonella, bildar flockar vid höga koncentrationer. I den aktuella studien har Stenhammar och hans kollegor visat att det endast är vid mycket låga koncentrationer, mindre än tio procent av det man ursprungligen har trott, som bakterier kan anses vara individer.
– Till skillnad från individuella bakterier kan flockar röra sig synkroniserat över långa längdskalor och flera gånger snabbare än vad en individuell bakterie kan simma, säger Joakim Stenhammar.
– Vår forskning lägger en pusselbit till förståelsen av hur flockbeteende i biologiska system fungerar, och modellen kan appliceras på en lång rad olika simmande mikroorganismer, säger Joakim Stenhammar.
Studie:
“Role of Correlations in the Collective Behavior of Microswimmer Suspensions”
Studien är publicerad i den vetenskapliga tidskriften Physical Review Letters.
Kontakt:
Joakim Stenhammar, biträdande universitetslektor
Kemiska institutionen, Lunds universitet
Tel: 0707 22 61 12
E-post: joakim.stenhammar@fkem1.lu.se
