Zoals veel mensen zich zullen herinneren van de natuurkundelessen op school, bacteriën die op vaste oppervlakken groeien, vormen kolonies die gemakkelijk zichtbaar zijn voor het blote oog. Elk van deze is een complex biologisch systeem op zich; kolonies vertonen collectief gedrag dat wijst op een soort 'sociale intelligentie' en groeien in fractale patronen die op sneeuwvlokken kunnen lijken. Ondanks deze complexiteit, koloniegroei kan worden gemodelleerd met behulp van basisprincipes van de natuurkunde. Lautaro Vassallo en zijn medewerkers aan de Universidad Nacional de Mar del Plata, Argentinië heeft een dergelijke groei gemodelleerd met behulp van een nieuwe methode waarbij het gedrag van elk van de bacteriën afzonderlijk wordt gesimuleerd. Dit werk is nu gepubliceerd in Het European Physical Journal B .

Een bacteriekolonie groeit uit een enkele cel, dus alle bacteriën zijn genetisch vergelijkbare klonen van die oorspronkelijke cel. Vassallo en zijn team simuleerden dit groeipatroon op computers, terwijl ze verschillende parameters varieerden:'biologische' zoals de snelheid van celdeling en de beschikbaarheid van voedingsstoffen, evenals 'fysieke' zoals de mechanische krachten tussen naburige cellen. Hun resultaten kwamen zeer goed overeen met patronen die experimenteel zijn waargenomen. In de simulatie, zoals in de natuur, alle kolonies begonnen als compacte ronde klodders met de sneeuwvlokachtige fractale patronen die in een later stadium naar voren kwamen.

De onderzoekers gebruikten een multi-fractale analysetechniek om de patronen te beschrijven die worden geproduceerd door één specifiek type bacteriële beweging:glijden. Dit betekent dat de bacteriën niet onafhankelijk bewegen, maar elkaar binnen de kolonie duwen door te delen en te strijden om dezelfde ruimte. Dit is slechts een van de ten minste zes goed gedefinieerde soorten bacteriële beweging, maar het is vooral belangrijk omdat kolonies het gebruiken om hardnekkige en medisch uitdagende biofilms te vormen. Vassallo en zijn medewerkers verwachten hun techniek toe te passen op het simuleren van de andere bewegingstypes, echter, en zelfs voor het modelleren van communicatie tussen bacteriën binnen een kolonie.