群集细菌动力学的新见解：一项理论研究
软凝聚态物质
2016-12-31 v1 生物物理
细胞行为
摘要
在本工作中，我们模拟了中等硬度琼脂平板表面群集大肠杆菌的基本二维动力学。单个细菌被建模为自驱动刚性体（智能体），它们仅通过非弹性碰撞彼此相互作用，并通过阻尼力与高粘度环境相互作用。单个智能体的运动建模与游动细菌的行为密切对应。该模型的动力学经过调整以重现游动大肠杆菌 K 12 的实验测量结果。相应地，具有松散堆积智能体（p=0）的模拟表现出典型的游动-翻滚统计特征。相比之下，具有密集堆积智能体（p=0.3-0.7）的模拟由智能体之间的相互作用（碰撞）主导，从而导致了群集行为的涌现。此外，我们在改进的游动-翻滚动力学基础上对单个智能体的运动进行了建模，其中细菌在翻滚期间不主动转向。我们表明，如果考虑旋转扩散，密集堆积的改进智能体的模拟同样会导致群集行为的涌现。
引用
@article{arxiv.1612.06267,
title = {New Insights into the Dynamics of Swarming Bacteria: A Theoretical Study},
author = {David Hansmann and Guido Fier and Rubén Carlos Buceta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.06267},
year = {2016}
}
备注
12 pages, 7 figures, 1 table