Aunque solo son una célula y no son precisamente los más listos de la clase, los organismos unicelulares se mueven de forma ingeniosa.
Los investigadores querían saber más sobre el modo en que las bacterias y otros organismos unicelulares se propulsan y navegan activamente por su entorno.
Algunos de estos mecanismos de movimiento resultan ser sorprendentemente sofisticados. Quién sabe, tal vez aprendamos algo de estas minúsculas criaturas y desarrollemos nuevas aplicaciones médicas basadas en sus patrones de movimiento.
Interacción con el entorno
Los organismos biológicos exploran constantemente su entorno. Es de vital importancia que reaccionen a lo que ocurre a su alrededor. Los seres humanos y los animales utilizan un complejo sistema nervioso para captar y procesar los estímulos del entorno. Esto permite tomar decisiones conscientes.
Los organismos unicelulares carecen de esta capacidad, por lo que han tenido que desarrollar otras estrategias para interactuar con el mundo exterior. Por ejemplo, los parásitos y las bacterias suelen moverse por canales estrechos, como los pequeños vasos sanguíneos. Suelen seguir un patrón oscilante específico: vibran de A a B a través del fluido y emplean la pared del capilar para avanzar.
Contra la corriente
"Hemos creado un modelo teórico que describe la dinámica específica de los micronadadores. Esta dinámica depende del tamaño del organismo unicelular y de su interacción con la pared interior del canal. Este modelo teórico fue confirmado por los resultados de nuestros experimentos", afirma Corinna Maass, directora del equipo del Instituto Max Planck de Dinámica y Auto-organización (MPI-DS) de Gotinga y profesora de la Universidad de Twente.
En el futuro, estos patrones de movimiento recurrentes podrán utilizarse también en la administración de medicamentos. El objetivo es hacer llegar los fármacos a un lugar específico del cuerpo, aunque esto signifique que el medicamento tenga que nadar contra la corriente.
Rastros de aceite
En otro estudio, se observó a los micronadadores viajando juntos. Resultó que se influyeron mutuamente en el proceso. Para comprobarlo, se creó un modelo experimental en el que pequeñas gotas de aceite en una solución jabonosa se mueven separadas unas de otras.
Las gotas de aceite dejan un pequeño rastro de aceite tras de sí, al igual que lo hace un avión. Este rastro de aceite repele otras gotas. De este modo, los micronadadores pueden percibir si otros nadadores acaban de pasar.
"Aquí se produce un fenómeno interesante: las microgotas individuales realizan un movimiento de arrastre, mientras que un grupo de gotas se queda atascado en las huellas de sus predecesoras", explica el investigador principal Babak Vajdi Hokmabad. El efecto de repulsión del paso de la segunda gota depende del ángulo con el que la golpea y del tiempo transcurrido desde el primer nadador. Estos datos experimentales confirman el trabajo teórico empleado previamente en este ámbito por Ramin Golestanian del MPI-DS.
Micro deslizadores y helicópteros
Por último, el equipo de investigación estudió cómo un grupo de organismos unicelulares es capaz de trabajar en conjunto. En determinadas condiciones, múltiples microgotas pueden formar racimos, que empiezan a flotar espontáneamente como un aerodeslizador, o a girar como helicópteros microscópicos.
La rotación de un racimo es posible gracias al acoplamiento de las gotas individuales. Los micronadadores forman un sistema y se mueven por el líquido entrando en una cooperación bastante compleja.
Así, los micronadadores pueden navegar de A a B de forma controlada de varias maneras: pueden desplazarse por sí solos a través de vasos sanguíneos muy estrechos con un movimiento vibratorio. Pueden utilizar las huellas de otros micronadadores como navegación, pero también cooperar y operar como un helicóptero. Y todo eso sin cerebro ni músculos.