科學家觀察到一群細菌的「快閃」

研究人員在一個由無數細菌組成的集合中，觀察到許多細胞擠在一起，但是單個細胞隨機運動。這種集體振動看起來就像細菌版「快閃」。近日，相關研究在線發表於《自然》雜誌。了解這些細胞如何做出這種同步行為，或能啟發形成可用於控制活性物或集群機器人自組織的新策略。

「快閃」是指許多人用網路或其他方式，在一個指定的地點，在明確指定的時間，出人意料地同時做一系列指定的歌舞或其他行為，然後迅速離開。而多細胞系統的集體振動行為在許多生物過程中都發揮著重要作用，如器官的發育、胚胎的形成和神經元網路的調控。這種行為通常源自化學或電化學信號介導的長程耦合，或者細胞與其物理環境之間的相互作用。

香港中文大學吳藝林研究組和法國原子能委員會Hugues Chat團隊合作，在稠密的細菌懸液中觀察到不同形式的集體振動。他們發現，無數的細胞可以通過自組織實現同步運動，大部分情況下呈橢圓線圈形。而且，這種行為似乎受細胞之間的局部相互作用控制，雖然在單個細胞層面上看，細胞運動是隨機的，但是在更大的尺度上觀察，可發現微弱的同步運動情形。

通常，如果不存在外部指令，系統按照相互默契的某種規則，各盡其責而又協調自動地形成有序結構，就是自組織，例如，行軍蟻搭建的橋和幹細胞發育成特定的器官等。一個系統自組織功能愈強，其保持和產生新功能的能力也就愈強。研究人員稱，導致這種微弱的同步運動產生的獨特機制或許也存在於其他大型細胞群中，或許能用來研究新的自組織可能。

來源：中國科學報