Международная группа исследователей под руководством биофизиков из Китайского университета Гонконга обнаружила необычное для бактерий скоординированное поведение, похожее на синхронный танец.
«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», – говорят авторы исследования, результаты которого были опубликованы в электронной версии журнала Nature.
Несмотря на то, что поначалу создается впечатление, будто каждая клетка движется, как и куда ей хочется, при наблюдении за всей группой, по словам исследователей, прослеживается синхронизированное движение.
Дальнейшие исследования подобного поведения в многоклеточных системах необходимы 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», – отмечают в Китайском университете Гонконга.
Стоит отметить, что базой для данного исследования послужили результаты экспериментальных наблюдений за бактериальными группами, а также математическая модель, разработанная учеными из Франции и КНР, которая разъяснила суть отношений между отдельными клетками.
