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Projekt
Wie Microorganismen Flüssigkeiten mischen am Beispiel des Bakteriums Shewanella
Antragsteller
Professor Dr. Bruno Eckhardt (†); Professor Dr. Kai Thormann
Fachliche Zuordnung
Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik
Förderung
Förderung von 2014 bis 2019
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254882964
Mikroorganismen erzeugen bei ihrer Bewegung Strömungsfelder, welche die Verteilung von Nutrienten und anderen Soluten beeinflussen. Diese Felder können durch die Beobachtung von passiv advektierten Teilchen sichtbar gemacht und vermessen werden. Im Falle von Escherichia coli und Chlamydomonas reinhardtii haben solche Beobachtungen gezeigt, dass die Teilchen nicht den Gesetzmäßigkeiten einer klassischen Diffusion folgen: die Verteilungsfunktionen sind nicht Gaussisch, und ihre Breite kann normal oder auch super-diffusiv anwachsen. Wir wollen in diesem Projekt die Grundlagen dieses Verhaltens mit theoretischen und experimentellen Untersuchungen an Shewanella untersuchen. Verschiedene Stämme von Shewanella zeigen Unterschiede in der Schwimmgeschwindigkeit, in der Häufigkeit der Bewegungswechsel und der Länge und Zahl der Flagellen. Diese Eigenschaften gehen in numerische und theoretische Modelle ein, mit denen die Ausbreitung simuliert und als kontinuierlicher Random Walk beschrieben werden sollen. Weiter soll das Verhalten in Abhängigkeit von der Dichte und von der Motilität der Stämme, sowie die Bewegung in geometrische eingeschränkten flachen und berandeten Zellen untersucht werden. Die Ergebnisse werden zu einem vertieften Verständnis der Motilität und chemotaktischen Reaktion von Shewanella in verschiedenen Umgebungen beitragen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
