科学家观察到一群细菌的“快闪”
本报讯(记者唐凤)研究人员在一个由多数细菌构成的聚集中,视察到很多细胞挤在一起,然而单个细胞随机运动。这类团体振动看起来就像细菌版“快闪”。日前,有关研究在线发表于《自然》杂志。了解这些细胞如何做出这类同步举动,或能启示构成可用于控制活性物或集群机器人自组织的新战略。
“快闪”是指很多人用网络或其他方法,在一个指定的地点,在明确指定的时间,出人意表地同时做一系列指定的歌舞或其他举动,然后快速分开。而多细胞系统的团体振动举动在很多生物过程当中都施展着重要用处,如器官的发育、胚胎的构成和神经元网络的调控。这类举动通常源自化学或电化学信号介导的长程耦合,或许细胞与其物理环境之间的互相用处。
香港中文大学吴艺林研究组和法国原子能委员会Hugues Chat团队协作,在浓密的细菌悬液中视察到不一样方式的团体振动。他们发现,多数的细胞能够通过自组织完成同步运动,大部分情形下呈椭圆线圈形。并且,这类举动仿佛受细胞之间的部分互相用处控制,尽管在单个细胞层面上看,细胞运动是随机的,然而在更大的尺度上视察,可发现微弱的同步运动情形。
通常,假如不存在外部指令,系统依照互相默契的某种规则,各尽其责而又调和自动地构成有序构造,就是自组织,例如,行军蚁搭建的桥和干细胞发育成特定的器官等。一个系统自组织功能愈强,其坚持和产生新功能的能力也就愈强。研究人员称,致使这类微弱的同步运动产生的独特机制也许也存在于其他大型细胞群中,也许能用来研究新的自组织也许。
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