Бактериальная биоплёнка (фото PNNL - Pacific Northwest National Laboratory).
Исследователи использовали в работе как непосредственное наблюдение в микроскоп за бактериями, которые плавали в микроканальцах особого устройства, так и математическое моделирование, описывающее поведение бактерий.
Как известно, в текущей воде можно выделить зоны, где скорость потока очень сильно меняется, — например, у поверхности, ограничивающей этот поток. Но ведь именно здесь (скажем, на внутренней поверхности водопроводной трубы) бактерии организуют свои колонии и биоплёнки. Как пишут исследователи в Nature Physics, бактерии сильнее стремятся осесть на той поверхности, возле которой выше перепад скоростей.
То есть получается, что текущая вода способствует тому, чтобы бактерии «отказывались» от свободного плавания и переходили в состояние оседлой биоплёнки.
При этом авторы работы уточняют, что такая закономерность выполняется только для бактерий, которые обладают собственной подвижностью. Те, что сами передвигаться не в состоянии, распределяются в потоке подобно обычным «неживым» частицам сходного размера и формы, без особых предпочтений. Однако учёные полагают, что такое стремление занять зону с перепадом скорости течения есть и у других подвижных клеток, не только бактериальных. В том числе упоминаются и одноклеточный планктон, и мужских половые клетки.
Очевидно, такое поведение даёт бактериям некие экологические бонусы — к примеру, в снабжении питательными веществами. Однако уже сейчас эту особенность хорошо бы учитывать при проектировании водопроводов и иных конструкций, где есть поток жидкости и где возможно бактериальное загрязнение. В биоплёнках бактерии гораздо более устойчивы к действию антибиотиков, чем в свободном плавании, поэтому чем меньше у них будет шансов сформировать биоплёночную колонию, тем лучше.
Подготовлено по материалам MIT News.
