24.02.2014

Текущая вода не смывает бактериальную плёнку с твёрдой поверхности, а, наоборот, способствует её появлению

Текущая вода не смывает бактериальную плёнку с твёрдой поверхности, а, наоборот, способствует её появлению. Бактерии, как оказалось, склонны скапливаться там, где скорость потока жидкости сильно меняется, то есть у поверхности, которая этот поток ограничивает.

Бактерии, живущие в проточной воде, постоянно попадают в те или иные потоки, и это, наверное, как-то влияет на поведение микроорганизмов. Можно было бы предположить, что ничего интересного тут нет, что бактерии просто плывут туда, куда их несёт течение. Однако, как показали исследования Романа Стокера (Roman Stocker) и его коллег из Массачусетского технологического института (США), во взаимодействии бактерий с потоками жидкости есть свои сюрпризы.

Исследователи использовали в работе как непосредственное наблюдение в микроскоп за бактериями, которые плавали в микроканальцах особого устройства, так и математическое моделирование, описывающее поведение бактерий.

Как известно, в текущей воде можно выделить зоны, где скорость потока очень сильно меняется, — например, у поверхности, ограничивающей этот поток. Но ведь именно здесь (скажем, на внутренней поверхности водопроводной трубы) бактерии организуют свои колонии и биоплёнки. Как пишут исследователи в Nature Physics, бактерии сильнее стремятся осесть на той поверхности, возле которой выше перепад скоростей.

То есть получается, что текущая вода способствует тому, чтобы бактерии «отказывались» от свободного плавания и переходили в состояние оседлой биоплёнки.

При этом авторы работы уточняют, что такая закономерность выполняется только для бактерий, которые обладают собственной подвижностью. Те, что сами передвигаться не в состоянии, распределяются в потоке подобно обычным «неживым» частицам сходного размера и формы, без особых предпочтений. Однако учёные полагают, что такое стремление занять зону с перепадом скорости течения есть и у других подвижных клеток, не только бактериальных. В том числе упоминаются и одноклеточный планктон, и мужские половые клетки.

Очевидно, такое поведение даёт бактериям некие экологические бонусы — к примеру, в снабжении питательными веществами. Однако уже сейчас эту особенность хорошо бы учитывать при проектировании водопроводов и иных конструкций, где есть поток жидкости и где возможно бактериальное загрязнение. В биоплёнках бактерии гораздо более устойчивы к действию антибиотиков, чем в свободном плавании, поэтому чем меньше у них будет шансов сформировать биоплёночную колонию, тем лучше.

Кирилл Стасевич

Источники:

1. compulenta.computerra.ru