Los científicos han descubierto que los grupos de bacterias se propagan más rápidamente sobre las superficies cuando los individuos que se encuentran en su interior se mueven lentamente, un descubrimiento que puede arrojar luz sobre cómo se propagan las bacterias dentro del cuerpo durante las infecciones.

Investigadores de la Universidad de Sheffield y la Universidad de Oxford estudiaron Pseudomonas aeruginosa, una especie de bacteria responsable de infecciones pulmonares mortales, que se mueve a través de superficies usando pequeños apéndices en forma de gancho llamados pili. Similar a la fábula de la tortuga y la liebre, encontraron que las bacterias diseñadas para moverse individualmente más rápido en realidad perdían la carrera contra las cepas más lentas cuando se movían en grupos densamente empaquetados.

Usando una combinación de genética, matemáticas, y algoritmos de seguimiento sofisticados que pueden seguir simultáneamente el movimiento de decenas de miles de células, los investigadores demostraron que las colisiones entre las bacterias que se mueven rápidamente hacen que giren verticalmente y se atasquen.

A diferencia de, las células de movimiento más lento permanecen acostadas, permitiéndoles seguir moviéndose. Las células de movimiento más lento, por lo tanto, ganan la carrera hacia un nuevo territorio, adquirir más nutrientes, y, en última instancia, superar a las células que se mueven más rápido. Esta investigación sugiere que las bacterias han evolucionado lentamente, movimiento restringido en beneficio del grupo en su conjunto, en lugar de células individuales.

Los hallazgos se han publicado en la revista Física de la naturaleza .

Dr. William Durham, profesor de física biológica en la Universidad de Sheffield, dijo:"Con frecuencia experimentamos atascos en nuestras propias vidas cuando viajamos a pie o en automóvil. Estos atascos de tráfico a menudo ocurren porque las personas han priorizado su propio movimiento sobre el de sus vecinos. En contraste, las bacterias han evolucionado para moverse con cuidado y eficacia en multitudes, probablemente porque sus vecinos tienden a ser genéticamente idénticos, por lo que no hay conflicto de intereses. Las bacterias logran esto moviéndose más lentamente que su velocidad máxima ".

Para comprender estos fenómenos, los investigadores utilizaron una teoría que se desarrolló originalmente para estudiar materiales conocidos como cristales líquidos.

Dr. Oliver Meacock, investigador postdoctoral en la Universidad de Sheffield y autor principal del estudio, dijo:"Los cristales líquidos están en todas partes a nuestro alrededor, desde pantallas de teléfonos inteligentes hasta anillos de humor. Aunque inicialmente no esperábamos que las herramientas matemáticas desarrolladas para comprender estos materiales artificiales pudieran aplicarse a los sistemas vivos, nuestros hallazgos muestran que también pueden arrojar luz sobre los desafíos que enfrentan los microbios ".

Los patrones de movimiento colectivo que ocurren en bandadas de pájaros y bancos de peces han sido durante mucho tiempo una fuente de fascinación para los espectadores. Esta nueva investigación muestra que formas igualmente espectaculares de movimiento colectivo también ocurren en el mundo microscópico.