מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
ד"ר אברהם באר
המחלקה להתפלת מים
אוניברסיטת בן-גוריון בנגב
מדעים מדוייקים וטכנולוגיה
תקופת המחקר
2012-2016

הדינמיקה של התנועה הקולקטיבית של חיידקים

רבים מן החיידקים הם כידוע בעלי כושר תנועה, ומתברר כי לעתים קרובות הם נעים באופן קולקטיבי, כמו דגים וציפורים. כיצד מתרחשת תנועה מסוג זה, ומה הסיבה לה?

נכתב ע''י אברהם באר, 15 אוק 2017

חיידקים הם יצורים קטנים חד-תאיים ולחלקם מבנה דמוי מוט. לחלק ממיני החיידקים יש כושר תנועה – הם מצוידים בשוטונים המסייעים להם לנוע בתוך נוזל ועל פני משטחים. מתברר כי במקרים רבים החיידקים שנעים בתווך זזים באופן קולקטיבי, כלומר בקבוצות, בדומה לדגים וציפורים. שתי שאלות מרכזיות הן: כיצד הם מתקשרים ביניהם כדי ליצור תנועה זו, ומדוע הם עושים זאת. מחקרים קודמים הראו כי שני מנגנונים עיקריים משתתפים בתהליך התנועה הקולקטיבית. האחד הוא כוחות הידרודינמיים המשמרים את התנועה ויוצרים קווי זרימה בנוזל שבו חיים החיידקים, והשני קשור לכוחות מגע בין חיידקים שבגללם החיידקים מאולצים לנוע בתיאום. במחקר הזה בדקנו מספר שאלות פתוחות: 1. כיצד חיידקים בודדים זזים בתוך ההמון הגועש, כלומר לאו דווקא כיצד ההמון עצמו זז אלא כיצד הפרט שבתוכו מנותב. 2. כיצד אנטיביוטיקה משפיעה על ההתנהגות הקולקטיבית. 3. כיצד חיידקים זזים במושבות תלת-ממדיות, ולא רק במושבות דו-ממדיות כמו שנחקר עד כה. 4. כיצד חיידקים בעלי מבנה כדורי זזים באופן קולקטיבי – תופעה שלכאורה לא אמורה להתקיים עקב כוחות מגע זניחים בין החיידקים. מסתבר כי התנועה הקולקטיבית של החיידקים אכן נוצרת מאינטראקציות הידרודינמיות ומכוחות מגע בין החיידקים. יתרון התנועה המורכבת הוא בכך שהיא מסייעת לחיידקים לזוז באופן כזה שהם יהיו עמידים יותר לחשיפה לאנטיביוטיקה, הן במושבות דקות והן במושבות תלת-ממדיות. למשל, במושבות דקות החיידקים שנפגעו מהאנטיביוטיקה יוצרים "איים" של חיידקים איטיים ובכך מאפשרים לחיידקים שלא נפגעו לזוז במהירות. במושבה תלת-ממדית החיידקים שנפגעים נעים לאזור מסוים שממסך כנגד הגעת האנטיביוטיקה ובכך מונע פגיעה בחיידקים הבריאים. בנוסף, תנועת חיידקים בודדים בתוך ההמון מראה כי לחיידק יש "רצון חופשי" לזוז לאן שהוא רוצה, גם כנגד הזרם של החיידקים שאליהם הוא משתייך, זאת ככל הנראה כדי להבטיח הפצה מקסימלית של גיוון גנטי.

פורסם בתאריך - 23-מאי-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

מילות מפתח

swarming
dynamics
diffusion
levy walk
micro swimmer
microscopy
פורסם בתאריך - 23-מאי-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום