Ученые проследили за более чем 25 000 микробов, когда они "кувыркались и бегали", чтобы измерить их скорость.
Преданные поклонники Олимпийских игр знают, что многие высокие спортсмены плавают быстрее, потому что их длинные конечности захватывают больше воды при каждом гребке. Но новое исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, что для бактерий размеры тела не влияют на скорость плавания, что разрешает долгие споры в этой области.
Бактерии, большие и маленькие, используют для передвижения свои крошечные конечности, похожие на ресницы. Эти мини-пропеллеры, называемые жгутиками, являются их спасательным кругом. Они направляют клетки к необходимым источникам пищи и помогают им избежать смертельной угрозы.
Интуитивно понятно, что более длинные клетки должны встречать большее сопротивление в жидкости, а значит, замедлять свой ход. Чтобы проверить это, ученые проследили за движениями "кувыркания и бега" более 25 000 клеток кишечной палочки (на фото) с помощью сканирования с высоким разрешением каждые 0,1 миллисекунды. Явных победителей не было: все бактерии, длиной от 2 до 6 микрон, проплывали почти ровно 20 микрон в секунду. Каждый маленький жгутик вращается около 100 раз в секунду, помогая двигать тяжелые клетки. По мнению исследователей, чтобы не отставать от своих более коротких сородичей, длинные бактерии отращивают большее количество жгутиков и распределяют свою плавательную нагрузку между ними.
Такая способность плавать синхронно позволяет более крупным клеткам держаться вместе со своей стаей, преодолевая вязкие жидкости, и образовывать колонии, что повышает их шансы на выживание. Полученные результаты могут помочь ученым понять, как микробы распространяются, тем самым распространяя инфекцию, говорят исследователи. Кроме того, они могут стать основой для разработки эффективных конструкций искусственных "микропловцов" для доставки целевых лекарств в клетки.
Источник: Science news, 7 Dec.,2023