La movilidad auto-mejorada permite la formación de patrones de vórtice en la materia viva

Área de la Ciencia:

• Física de la materia activa
• La autoorganización biológica
• Microbiología

Sus antecedentes:

• Los sistemas vivos exhiben estructuras auto-organizadas desde los niveles subcelulares hasta los organismos.
• La formación de patrones biológicos a menudo se basa en la señalización química, pero las interacciones físicas también pueden impulsar el orden.

Objetivo del estudio:

• Descubrir un nuevo mecanismo físico para la formación de patrones auto-organizados en sistemas bacterianos densos.
• Investigar el surgimiento de estructuras espaciales a gran escala impulsadas por interacciones físicas.

Principales métodos:

• Observación de las suspensiones bacterianas densas.
• Análisis de seguimiento de una sola célula.
• Simulaciones numéricas.

Principales resultados:

• La densa materia viva bacteriana formó espontáneamente una red a escala de centímetros de vórtices de mezoscala y de rápido giro.
• Cada vórtice contenía 10^4-10^5 células bacterianas móviles con orden hexagonal.
• La movilidad celular auto-mejorada, impulsada por las tensiones colectivas, permitió esta formación de patrones.

Conclusiones:

• La movilidad auto-mejorada proporciona un mecanismo físico simple para la formación de patrones en los sistemas vivos.
• Este hallazgo es relevante para los sistemas de materia activa cerca de la transición fluido-sólido.