Med hjälp av mikrofluidiska experiment och teoretisk modellering genomförde forskarna en detaljerad analys av E. colis simbeteende i vätskor med olika viskositeter. Överraskande observerade de att E. coli simmade snabbare i vätskor med högre viskositet, som liknade sirap eller honung, än i vatten eller lågviskösa vätskor.
För att förklara detta ovanliga fenomen grävde forskarna ner i mekaniken för bakteriesimning. E. coli driver sig själv genom att rotera sina flageller, som fungerar som små propellrar. I lågviskösa vätskor som vatten kan flagellerna rotera fritt, vilket resulterar i effektiv framdrivning. Men i högviskösa vätskor möter flagellerna mer motstånd, vilket får dem att rotera långsammare och generera mindre dragkraft.
Intressant nog fann forskarna att det ökade motståndet också leder till en förändring i simbanan för E. coli. I vätskor med låg viskositet tenderar E. coli att simma i raka linjer. Däremot antar bakterierna i högviskösa vätskor en mer tumlande rörelse, kännetecknad av frekventa riktningsändringar.
Enligt forskargruppen kan detta tumlande beteende vara en nyckelanpassning som gör att E. coli kan röra sig mer effektivt i trögflytande miljöer. Den tumlande rörelsen gör att bakterier kan utforska sin omgivning mer effektivt och hitta mer gynnsamma förutsättningar för överlevnad.
Forskarna tror att denna förståelse för hur E. coli reagerar på olika viskositeter kan kasta ljus över hur bakterier navigerar i olika miljöer, såsom människokroppen, jorden eller industriella miljöer. Fynden kan också informera om utformningen av mikrofluidiska enheter som manipulerar bakterierörelser eller separerar bakterier baserat på deras motilitet.
Även om E. colis simbeteende i högviskösa vätskor kan verka kontraintuitivt till en början, visar det mikroorganismernas anmärkningsvärda anpassningsförmåga till sin omgivning. Genom att utmana konventionella antaganden ger denna forskning nya insikter i de komplexa mekanismer som styr bakteriell motilitet och ekologisk framgång.
