Bhataramedia.com – Para peneliti dari University of Liverpool telah menggunakan persamaan matematika untuk memberikan wawasan baru mengenai bagaimana fluida yang mengalir menghalangi pergerakan bakteri di dalam pencarian untuk makanan.

Banyak bakteri bersifat ‘mobile’ dan menghuni berbagai lingkungan dengan cairan yang dinamis, dari lautan yang bergolak hingga ke perangkat medis seperti kateter.

Matematikawan dari Universitas Liverpool dan Manchester mengembangkan satu set persamaan baru untuk mempelajari bagaimana fluida yang mengalir mempengaruhi pergerakan bakteri dan bagaimana perilaku berenang bakteri itu sendiri mempengaruhi perjalanan mereka.

Bakteri dapat mengubah arah berenang mereka ketika mereka menghadapi isyarat kimia yang memungkinkan mereka untuk bergerak menuju lingkungan yang lebih baik dan jauh dari bahan kimia berbahaya.

Upaya pertama mengklasifikasikan bakteri sudah dimulai pada abad ke-17 dan bentuk dari bakteri telah menjadi fitur penting. Namun, masih belum sepenuhnya dimengerti bagaimana bentuk tersebut mempengaruhi kemampuan bakteri untuk melakukan navigasi di dalam lingkungan mereka.

Bakteri ‘ramping’

Persamaan menunjukkan, di daerah dimana terdapat gradien kecepatan fluida yang kuat, mayoritas bakteri dengan bentuk ramping (bakteri berbentuk batang), bukan bakteri dengan bentuk bola, berenang ke arah yang sama dengan cairan yang mengalir.

Hal ini berarti bahwa bakteri berbentuk ramping terjebak di wilayah dengan kecepatan fluida yang kuat, karena terlalu sulit bagi mereka untuk berenang melawan arah aliran.

Hal tersebut secara negatif dapat mempengaruhi kemampuan mereka untuk menemukan makanan, karena mereka tidak lagi mampu melakukan strategi pencarian yang efisien ketika terjebak di dalam aliran. Sebaliknya, hal tersebut juga dapat secara positif mempengaruhi kemampuan mereka untuk berkoloni di permukaan, karena mereka dapat menjadi terperangkap di wilayah yang dekat dengan permukaan.

Dr. Rachel Bearon, dari Department of Mathematical Sciences dan penulis utama di atas kertas, mengatakan: “Temuan kami membangun penelitian terbaru dan mengejutkan, yang menemukan bahwa air yang bergerak dapat menghambat gerakan bakteri.”

“Dengan menggunakan satu set persamaan matematika baru, kami mampu menunjukkan bahwa hal ini terjadi karena interaksi diantara perilaku berenang, bentuk bakteri dan dinamika fluida,” lanjut dia.

“Temuan ini dapat memiliki implikasi untuk akuisisi nutrisi di dalam ekosistem mikroba laut dan juga untuk pembentukan biofilm pada peralatan medis,” kata Dr. Rachel, seperti dilansir University of Liverpool (28/04/2015).

Penelitian yang diterbitkan di Journal of Fluid Mechanics Rapids tersebut, lebih lanjut menjelaskan penelitian terbaru oleh ilmuwan Massachusetts Institute of Technology (MIT) yang menemukan bahwa aliran fluida mengurangi kemampuan mikroba untuk mengejar makanan dan membantu mikroba untuk menemukan permukaan.

Referensi : 

R. N. Bearon, A. L. Hazel. The trapping in high-shear regions of slender bacteria undergoing chemotaxis in a channel. Journal of Fluid Mechanics, 2015; 771 DOI: 10.1017/jfm.2015.198.

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here