Eine Studie über eine spiralförmige Bewegung von Bakterien erregte unsere Aufmerksamkeit. Wenn die Antriebskraft im Schwanz dieses Bakteriums stark genug ist, um die vor ihm liegende Strömungsstressflüssigkeit zu verformen, kann es sich vorwärts bewegen.
Wir alle haben von Zeit zu Zeit das Gefühl, im Schlamm zu laufen, aber bei manchen Kreaturen ist das genau der Fall. Viele Bakterien bewegen sich in Flüssigkeiten, die zunächst als Feststoffe wirken, dann aber fließen, wenn sie durch die Wirkung des Mikroorganismus gestreckt werden. Hadi Mohammadigoushki von der Florida State University und Kollegen identifizierten zwei wichtige Schwellen, die ein Schwimmer überschreiten muss, um sich durch diese produktiv stressigen Flüssigkeiten zu treiben, in einem Experiment, das ein spiralförmiges Bakterium simuliert, das in Schleim schwimmt.
Das Team erstellte ein 3D-gedrucktes Mikrobenmodell in Form eines Korkenziehers, legte es in ein hochviskoses Polymergel und brachte es mithilfe eines Magnetfelds zum Drehen. Mithilfe von Partikelverfolgungs- und Bildgebungsverfahren maßen die Wissenschaftler dann die Geschwindigkeit des Schwimmers und bildeten das ihn umgebende Strömungsfeld ab. Ihre Forschung zeigte, dass die Flüssigkeit zuerst die Fließspannung überwinden muss, damit sich der Schwimmer drehen kann.
Fließspannung der Flüssigkeit
Die Strömungsspannung des Fluids muss dann niedrig genug sein, um zu bewirken, dass sich eine beträchtliche Fluidmenge um den Schwimmer herum bewegt. Beide Situationen führen nur dann zu einer Bewegung, wenn der Schwanzstoß des Schwimmers stark genug ist, um die umgebende Flüssigkeit zu verformen; Wenn nicht, bleibt es stehen.
Die Bewegungsgeschwindigkeit wird durch die Neigung des Korkenzieherschwanzes des Schwimmers nach Beginn der Bewegung bestimmt.
Diese Informationen können helfen, vorherzusagen, wie Regenwürmer die Bodenbelüftung verbessern, wie obstfressende Parasiten Feldfrüchte infizieren können und wie Helicobacter pylori in die Magen-Darm-Schleimhaut eindringt und Geschwüre bildet. Die experimentelle Methode kann auch eine tiefergehende Untersuchung biologischer, medizinischer und landwirtschaftlicher Fragen im Zusammenhang mit Materialdesign und Organismenmobilität ermöglichen, die bisher nur theoretisch lösbar waren.
Quelle: physical.aps.org/articles/v16/s35
Günceleme: 17/03/2023 14:07