Veel diersoorten vertonen kuddegedrag, maar het feit dat micro-organismen dat doen, is minder bekend. Onderzoekers van de Universiteit van Lund in Zweden hebben nu aangetoond dat algen en bacteriën zwermen vormen bij zeer lage concentraties van individuen, een bevinding die ons toekomstig begrip van hoe de organismen hun gastheerdieren infecteren, zou kunnen vergroten.

Kuddegedrag bij dieren ontstaat schijnbaar spontaan in een groep van zelfstandige individuen zonder duidelijke leider. Dit gedrag komt voor bij alle soorten organismen, van bacteriën tot mensen. Een hypothese, daarom, is dat er fundamentele principes zijn voor het bouwen van kuddes die niet afhankelijk zijn van individuele individuen.

Onderzoekers van de Universiteit van Lund, in samenwerking met collega's uit het VK en Frankrijk, hebben nu ontdekt dat het kuddegedrag van micro-organismen geavanceerder is dan we eerder dachten.

"Ons onderzoek is een fysiek verklarend model van hoe micro-organismen bewegen. Vanuit een biologisch perspectief, het is nuttig om de evolutionaire basis voor het massaal gedrag van bacteriën te onderzoeken, omdat de verbanden ons begrip van het beloop van infectieziekten kunnen vergroten, " zegt Joakim Stenhammar, scheikundig onderzoeker aan de universiteit van Lund.

Wanneer een persoon of dier zwemt, ze creëren backwashs of wakes die anderen kunnen voelen. De onderzoekers hebben nu een theoretisch model gemaakt dat beschrijft hoe afzonderlijke micro-organismen met elkaar communiceren via de terugspoelingen die elk organisme creëert. Het fysieke principe verschilt van gewone terugspoelingen, maar door deze stromen kunnen de bacteriën elkaars aanwezigheid voelen en elkaar in zeer lage concentraties beïnvloeden. In het licht hiervan, micro-organismen kunnen niet worden beschreven als geïsoleerde individuen.

Eerder was al bekend dat bepaalde zwembacteriën, zoals E. coli en Salmonella, koppels vormen in hoge concentraties. In de nieuwe studie Stenhammar en zijn collega's hebben aangetoond dat bacteriën alleen bij extreem lage concentraties – minder dan tien procent van wat eerder werd gedacht – als individuen kunnen worden beschouwd.

"In tegenstelling tot een individuele bacterie, koppels kunnen zich gesynchroniseerd verplaatsen over lange lengteschalen en meerdere keren sneller dan een enkele bacterie, ' zegt Joakim Stenhammar.

"Ons onderzoek voegt nog een stukje van de puzzel toe aan ons begrip van hoe kuddegedrag werkt in biologische systemen, en het model kan worden toegepast op een groot aantal zwemmende micro-organismen, ' zegt Joakim Stenhammar.