El movimiento colectivo en bacterias
El enjambre bacteriano es el método más rápido mediante el que bacterias móviles son capaces de colonizar superficies. El proyecto 3D SWARMING (Complex dynamics of swarming bacteria in three dimensions) proporcionó conocimientos nuevos y avanzados sobre varias características del comportamiento de enjambre en bacterias. En primer lugar, los investigadores estudiaron el movimiento colectivo de la bacteria Gram negativa Serratia marcescens, que forma cultivos de células esféricas muy densos. Estos descubrieron que las bacterias migraban a la superficie superior de gotas de cultivo dispuestas en una placa petri mediante movimientos correlacionados de propulsión y giro que duraban varios segundos. Esto reveló que las fuerzas estéricas no son esenciales para la generación de un movimiento colectivo de partículas autopropulsadas. Seguidamente, el equipo estudió la dinámica de la bacteria Bacillus subtilis, que forma enjambres bacterianos en placas de agar. Cuando se inocularon antibióticos a algunas de las placas para determinar cómo reaccionaba el enjambre al estrés, el movimiento de las bacterias era diferente al exhibido en respuesta a otras formas de estrés como la inanición, el estrés hídrico o la hipoxia. Un modelo matemático reveló que el enjambre comprendía dos poblaciones, a saber: células no afectadas y células con una movilidad alterada provocada por el antibiótico kanamicina. Las interacciones entre las dos poblaciones permitieron explicar la diferencia en el comportamiento de enjambre. Los investigadores analizaron asimismo la conducta de bacterias individuales marcadas con una sonda fluorescente conforme estas eran empujadas por sus vecinas en el enjambre. Estos descubrieron que las células llevaban a cabo un movimiento de superdifusión acorde con el vuelo de Levy, una mezcla de trayectorias rectas largas y movimientos cortos aleatorios. Dicho resultado sugiere que esta estrategia podría haber evolucionado bastante antes de lo que se creía. Finalmente, el estudio de dos especies diferentes de bacilos (B. subtilis y S. marcescens) permitió determinar la independencia del movimiento de una célula única embebida en el enjambre y si esta seguía el patrón general de movimiento o era capaz de «decidir» y moverse por sí misma. Los resultados demostraron que las bacterias se desplazan casi en cualquier dirección y que no están alineadas con la dirección del movimiento. Sin embargo, las células inmóviles, que estaban embebidas en el enjambre activo y servían como marcadores, sí que siguieron el movimiento. Por tanto, 3D SWARMING demostró cómo células móviles pueden maniobrar para mejorar su propagación y diseminación.
Palabras clave
Bacteria, enjambre, 3D SWARMING, superdifusión, vuelo de Levy
