虚拟约束下活性丝状体的集体自囚禁

运动性耦合响应行为对于许多微生物寻找和建立适宜栖息地至关重要。其中一种最简单的可能反应——逆转运动方向，被认为能使丝状蓝细菌形成稳定的聚集体或在适宜的光照条件下积累。在此，我们证明，丝状形态与通过逆转对光梯度作出反应的结合，其影响远超简单的积累：在光照区域边界形成缠结聚集体，利用边界建立局部秩序。我们探讨了光模式，特别是其边界曲率如何影响聚集。活性柔性丝状体的最小机制模型重现了实验发现，从而揭示了这些结构的涌现性与一般性特征。这一现象可能使细长微生物在有限的栖息地中生成自适应的群落结构，或指导仿生纤维材料的组装。