Gli scienziati hanno scoperto che i gruppi batterici si diffondono più rapidamente sulle superfici quando gli individui al loro interno si muovono lentamente, una scoperta che potrebbe far luce su come i batteri si diffondono all'interno del corpo durante le infezioni.

Ricercatori dell'Università di Sheffield e dell'Università di Oxford hanno studiato Pseudomonas aeruginosa, una specie di batterio responsabile di infezioni polmonari mortali, che si muove attraverso le superfici usando minuscole appendici simili a uncini chiamate pili. Simile alla favola della tartaruga e della lepre, hanno scoperto che i batteri progettati per muoversi individualmente più velocemente in realtà hanno perso la corsa contro i ceppi più lenti quando si muovono in gruppi densamente ammassati.

Utilizzando una combinazione di genetica, matematica, e sofisticati algoritmi di tracciamento in grado di seguire contemporaneamente il movimento di decine di migliaia di cellule, i ricercatori hanno dimostrato che le collisioni tra i batteri in rapido movimento li fanno ruotare verticalmente e rimanere bloccati.

In contrasto, le cellule che si muovono più lentamente rimangono sdraiate, permettendo loro di continuare a muoversi. Le cellule più lente vincono quindi la corsa in un nuovo territorio, acquisire più nutrienti, e alla fine surclassano le cellule che si muovono più velocemente. Questa ricerca suggerisce che i batteri si sono evoluti lentamente, movimento sobrio a beneficio del gruppo nel suo insieme, piuttosto che singole cellule.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Fisica della natura .

Il dottor William Durham, un docente di Fisica Biologica presso l'Università di Sheffield, ha dichiarato:"Sperimentiamo abitualmente gli ingorghi nelle nostre vite mentre viaggiamo a piedi o in auto. Questi ingorghi si verificano spesso perché gli individui hanno dato la priorità al proprio movimento rispetto a quello dei loro vicini. Al contrario, i batteri si sono evoluti per muoversi con cautela ed efficacemente in mezzo alla folla, probabilmente perché i loro vicini tendono ad essere geneticamente identici, quindi non c'è conflitto di interessi. I batteri lo fanno muovendosi più lentamente della loro velocità massima".

Per comprendere questi fenomeni, i ricercatori hanno utilizzato una teoria originariamente sviluppata per studiare materiali noti come cristalli liquidi.

Dottor Oliver Meacock, un ricercatore post-dottorato presso l'Università di Sheffield e autore principale dello studio, disse:"I cristalli liquidi sono ovunque intorno a noi, dagli schermi degli smartphone agli anelli dell'umore. Anche se inizialmente non ci aspettavamo che gli strumenti matematici sviluppati per comprendere questi materiali artificiali potessero essere applicati ai sistemi viventi, i nostri risultati mostrano che possono anche far luce sulle sfide affrontate dai microbi".

I modelli di movimento collettivo che si verificano negli stormi di uccelli e nei banchi di pesci sono stati a lungo fonte di fascino per gli spettatori. Questa nuova ricerca mostra che forme altrettanto spettacolari di movimento collettivo si verificano anche nel mondo microscopico.