Физики с помощью капель масла изучили, как плавают бактерии и другие одноклеточные

Исследователи изучили физические процессы, которые управляют движением существ без разума и мышц.

Несмотря на относительную простоту формы одноклеточные существа выработали сложные формы для исследования окружающего пространства. Исследователи из Института динамики и самоорганизации Макса Планка провели серию экспериментов, чтобы раскрыть физические механизмы, определяющие стратегии движения микропловцов.

В первом эксперименте исследователи изучали, как движущиеся микропловцы влияют друг на друга. В их эксперименте микроскопические капли масла в мыльном растворе движутся независимо друг от друга, выделяя небольшое количество масла.

Такие же «инверсионные следы», которые могут отпугнуть другие микроорганизмы, оставляют за собой бактерии, считают ученые. Микропловцы могут определить, был ли в последнее время в том же месте другой организм. Такая стратегия приводит к самоизбегающему движению, объясняют авторы работы. 

Микроорганизмы отталкиваются от следов и движутся в замкнутом контуре вдали от других. При При этом отталкивающее действие одного «пловца» от траектории другого определяется углом сближения и временем, прошедшим с момента первого проплывания.

Плавающие частицы оставляют «инверсионный след», отталкивающий другие частицы. Изображение: MPI-DS / Maass

В другом эксперименте ученые показали, что для того, чтобы двигаться против течения в узком канале, мелкие организмы используют гидродинамическое взаимодействие со стенкой канала. Такой тип движения объясняет, например, как патогенные бактерии перемещаются по кровеносным сосудам.

Кроме того, ученые изучили коллективное гидродинамическое поведение большого количества микропловцов. Они обнаружили, что многочисленные капли могут образовывать скопления, которые плавают, как корабли на воздушной подушке, или поднимаются и вращаются, как маленькие вертолеты. При этом отдельные частицы не могли так перемещаться.

Активные микропловцы могут образовывать скопления, которые спонтанно начинают вращаться и подниматься, как микроскопические вертолеты. Изображение: MPI-DS / Maass

Исследователи полагают, что различные модели движения, найденные у микроорганизмов, можно использовать для проектирования нанороботов и разработки механизмов адресной доставки лекарств.


Читать далее:

Ученые сняли на видео странное существо с щупальцами, которое приняли за цветок

Вышедшая из-под контроля китайская ракета скоро упадет обратно на Землю. Что происходит

Морские археологи нашли обломки, оставшиеся после средневекового кораблекрушения

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Посмотрите, что будет с вами при падении в черную дыру
Новости
Сибирские «врата в подземный мир» растут: что происходит в Батагайке
Новости
Оказалось, в прошлом Марс был больше похож на Землю, чем все думали
Наука
Крепость римских легионеров, которой 2000 лет, нашли рядом с собором
Наука
Терапия светом помогла при травмах позвоночника
Наука
Робот-гуманоид с электроприводом может работать вслепую
Новости
Вакцина заставляет иммунитет бороться с раком мозга, показали испытания на людях
Наука
Вольфрамовый токамак WEST удерживал плазму в течение рекордных 6 минут
Наука
Посмотрите, как робопес, обученный ИИ, балансирует на гимнастическом шаре
Новости
Генная терапия улучшила зрение у людей с наследственной слепотой
Наука
Перед презентацией Apple появились подробности о новых iPad Pro и iPad Air
Новости
Астрономы наблюдали свет вокруг гигантских черных дыр, образовавшихся вскоре после Большого взрыва
Наука
В мозге человека нашли «нейронный компас», который помогает определять направление
Наука
Электричество получили из влаги в воздухе с помощью бактериальных «проводов»
Наука
Разработана вакцина, которая защищает от коронавирусов будущего
COVID-19
Ограничения в работе TikTok не повлияли на популярность социальной сети
Новости
Исчезновение «щита» от солнечной радиации совпало с рассветом жизни на Земле 590 млн лет назад
Наука
Крошечные «бессмертные» черные дыры могут заполнять Вселенную и объяснять темную материю
Наука
Ученые впервые наблюдали, как орангутанг занимается самолечением
Наука
SpaceX не смогла скрыть полет ракеты над Россией: в сети публикуют фото
Космос