受限波动蠕虫的逃逸动力学
软凝聚态物质
2023-06-16 v2 生物物理
摘要
我们通过将寡毛纲动物杂色水丝蚓（Lumbriculus variegatus）限制在具有狭窄出口通道的准二维圆形腔室中，研究其逃逸动力学。蠕虫通过波动和蠕动冲程运动，并利用其头部主动探测周围环境。我们表明，蠕虫沿腔室边界运动，偶尔发生方向反转，其速度由身体相对于边界的取向角决定。到达通道所需的平均时间随通道宽度减小而降低，直至趋于常数，这与边界跟随搜索策略一致。我们将搜索动力学建模为沿边界的持久随机游走，并证明由于身体波动，头部在较小通道宽度下越来越容易跳过通道入口。模拟捕捉到了从随机位置出发时到达出口所耗费时间的观测指数分布及其随宽度的平均值。即使在头部穿入通道入口后，我们发现蠕虫也并非总能逃逸，因为头部会根据双冲程振幅所设定的距离有节奏地缩回腔室。我们的研究强调了边界跟随和身体冲程在决定活性物质如何逃离封闭空间中的重要性。
引用
@article{arxiv.2303.00647,
title = {Escape dynamics of confined undulating worms},
author = {Animesh Biswas and Arshad Kudrolli},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.00647},
year = {2023}
}