Bundtunge squirmers vedtager karakteristisk gruppeadfærd

Fra stæreaberrationer til selvturbulente væsker, 'aktive systemer' omfatter en bred familie af fænomener, hvor individuelle objekter driver sig selv fremad, giver dem mulighed for at udvise spændende kollektiv adfærd. På mikroskopiske skalaer, de findes i grupper af levende organismer, som bevæger sig rundt ved at vride sig, og er på linje med Jordens gravitationsfelter på grund af deres bundtunge massefordelinger. Gennem forskning offentliggjort i EPJ E , Felix Rühle og Holger Stark ved det tekniske universitet i Berlin finder, at afhængigt af deres egenskaber, disse objekter tilbringer tilsammen det meste af deres tid i en af ​​to stater, mellem hvilke nogle spændende adfærd kan opstå.

Duoens indsigt kunne være med til at forklare nogle grupper af mikroorganismers mystiske egenskaber, herunder tynde film af fytoplankton, som nogle gange findes i kystområder, og alger, der danner 'dansende' klumper. De fandt ud af, at disse kollektive adfærd er bestemt af de selvkørende objekters evne til at svømme opad mod tyngdekraften, og deres grader af bundtyngde. For lavere værdier af disse mængder, grupper af svømmere vil synke til bunden af ​​deres beholder ligesom inaktive støvkorn; men højere værdier vil i stedet samle sig i toppen. I mellem disse stater, mindre grupper af svømmere i bunden, som tilføres af faner af synkende partikler. Også, porøse klynger af svømmere kan dannes, som tillader individuelle partikler at undslippe.

Rühle og Stark gjorde deres opdagelser ved hjælp af computersimuleringer, der involverede omkring 900 bundtunge squirmers i en væske. Gennem deres avancerede teknikker, de var i stand til at redegøre for enhver interaktion mellem svømmerne, samt væskens egenskaber. Duoens resultater tilbyder nu fascinerende ny indsigt i egenskaberne af aktive systemer under påvirkning af tyngdekraften, og kunne hjælpe biologer til bedre at forstå visse mikroorganismers roller i naturlige økosystemer.