Los micronadadores son entidades biológicas que van desde el esperma hasta el fitoplancton y las bacterias, lo que significa que su estudio puede tener implicaciones para campos de la ciencia tan diversos como la salud humana y la ecología.
Un nuevo artículo publicado en EPJ E analiza la dinámica de los micronadadores bajo la gravedad. Está escrito por un equipo del Instituto de Física Teórica del Instituto de Tecnología de Berlín: Felix Rühle, Arne W. Zantop y Holger Stark.
«Mi supervisor, el profesor Holger Stark, y nuestro equipo han estado interesados durante mucho tiempo en el comportamiento colectivo de los micronadadores», dice Rühle. “Dentro de este campo, los patrones formados por organismos biológicos, como algas y bacterias, se conocen como bioconvección”.
Como ejemplo, Rühle señala los parches de algas en el océano que pueden ser un problema ecológico.
El equipo se centra en los squirmers, un modelo para un micronadador esférico que nada en el flujo de Stokes, para identificar diferentes estados dinámicos para tales sistemas.
«Para este proyecto, estábamos interesados en un tipo específico de formación de patrones que ocurre bajo la gravedad: los nadadores se reorientan entre sí mediados por el campo de flujo que crean en el fluido», continúa Rühle. «Pero, al mismo tiempo, tienen una tendencia a apuntar hacia arriba, antiparalelo a la gravedad. El movimiento dirigido por una combinación de estos efectos se llama girotaxis, y mostramos cómo y cuándo se forman los cúmulos bajo estas condiciones en simulaciones numéricas». .»
Si bien la bioconvección puede tener muchas causas posibles, como la difusión de oxígeno, el acceso a la luz solar o flujos turbulentos, Rühle explica que las simulaciones del equipo muestran que dos «ingredientes» son suficientes para que se formen grupos. Estas son interacciones hidrodinámicas y de gravedad con la fuerza del par de gravedad de reorientación, que surge debido a que el centro de masa está debajo del centro geométrico, controlando el tamaño de los cúmulos.
«Esta idea mejora nuestra comprensión de los patrones biológicos en general», concluye Rühle.
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