A compreensão do agrupamento e movimento de micronadadores tem uma gama de aplicações desde a saúde humana até o enfrentamento de problemas ecológicos.
Micronadadores são entidades biológicas que variam de espermatozóides a fitoplâncton e bactérias, o que significa que seu estudo pode ter implicações para campos da ciência tão diversos quanto a saúde humana e a ecologia.

Um novo artigo publicado no European Physical Journal E analisa a dinâmica de micronadadores sob gravidade. É de autoria de uma equipe do Instituto de Física Teórica do Instituto de Tecnologia de Berlim:Felix Rühle, Arne W. Zantop e Holger Stark.

"Meu supervisor Professor Holger Stark e nossa equipe há muito se interessam pelo comportamento coletivo dos micronadadores", diz Rühle. "Dentro deste campo, os padrões formados por organismos biológicos, como algas e bactérias, são conhecidos como bioconvecção."

Como exemplo, Rühle aponta manchas de algas no oceano que podem ser um problema ecológico.

A equipe se concentra em squirmers — um modelo para um micronadador esférico nadando no fluxo de Stokes — para identificar diferentes estados dinâmicos para tais sistemas.

"Para este projeto, estávamos interessados ​​em um tipo específico de formação de padrão que acontece sob gravidade - os nadadores reorientam uns aos outros mediados pelo campo de fluxo que criam no fluido", continua Rühle. "Mas, ao mesmo tempo, eles tendem a apontar para cima - antiparalelo à gravidade. O movimento dirigido por uma combinação desses efeitos é chamado de girotaxia, e mostramos como e quando os aglomerados se formam sob essas condições em simulações numéricas. "

Embora a bioconvecção possa ter muitas causas possíveis, como a difusão de oxigênio, acesso à luz solar ou fluxos turbulentos, Rühle explica que as simulações da equipe mostram que dois “ingredientes” são suficientes para a formação de aglomerados. Estas são interações gravitacionais e hidrodinâmicas com a força do torque gravitacional de reorientação — que surge devido ao centro de massa estar abaixo do centro geométrico ,  controlando o tamanho dos aglomerados.

"Esse insight aumenta nossa compreensão dos padrões biológicos em geral", conclui Rühle. + Explorar mais

'Squirmers de baixo peso' adotam comportamentos de grupo característicos