Forskere opdager, hvorfor E. coli bevæger sig hurtigere i siruplignende væsker end vand

I en overraskende opdagelse har forskere fundet ud af, at E. coli-bakterier svømmer hurtigere i siruplignende væsker sammenlignet med vand. Denne uventede adfærd udfordrer konventionel forståelse af bakteriel bevægelse og kan have konsekvenser for forståelsen af, hvordan bakterier bevæger sig i forskellige miljøer. Forskerholdets resultater blev offentliggjort i tidsskriftet Physical Review Fluids.

Ved hjælp af mikrofluidiske eksperimenter og teoretisk modellering udførte forskerne en detaljeret analyse af E. colis svømmeadfærd i væsker med forskellige viskositeter. Overraskende observerede de, at E. coli svømmede hurtigere i væsker med højere viskositeter, der ligner sirup eller honning, end i vand eller væsker med lav viskositet.

For at forklare dette usædvanlige fænomen dykkede forskerne ned i mekanikken ved bakteriel svømning. E. coli driver sig selv ved at rotere sine flageller, der fungerer som små propeller. I væsker med lav viskositet som vand kan flagellerne rotere frit, hvilket resulterer i effektiv fremdrift. Men i væsker med høj viskositet møder flagellerne mere modstand, hvilket får dem til at rotere langsommere og generere mindre tryk.

Interessant nok fandt forskerne ud af, at den øgede modstand også fører til en ændring i svømmebanen for E. coli. I væsker med lav viskositet har E. coli tendens til at svømme i lige linjer. I modsætning hertil antager bakterierne i væsker med høj viskositet en mere tumlende bevægelse, karakteriseret ved hyppige retningsændringer.

Ifølge forskerholdet kan denne tumleadfærd være en vigtig tilpasning, der gør det muligt for E. coli at bevæge sig mere effektivt i tyktflydende miljøer. Den tumlende bevægelse giver bakterier mulighed for at udforske deres omgivelser mere effektivt og finde mere gunstige betingelser for at overleve.

Forskerne mener, at denne forståelse af, hvordan E. coli reagerer på forskellige viskositeter, kan kaste lys over, hvordan bakterier navigerer i forskellige miljøer, såsom den menneskelige krop, jord eller industrielle omgivelser. Resultaterne kunne også informere designet af mikrofluidiske enheder, der manipulerer bakteriel bevægelse eller adskiller bakterier baseret på deres motilitet.

Mens E. coli's svømmeadfærd i væsker med høj viskositet kan virke kontraintuitiv i starten, demonstrerer den mikroorganismers bemærkelsesværdige tilpasningsevne til deres omgivelser. Ved at udfordre konventionelle antagelser giver denne forskning ny indsigt i de komplekse mekanismer, der styrer bakteriel motilitet og økologisk succes.