水生蠕虫团块中受控于氧合的集体动力学
软凝聚态物质
2022-06-09 v1 生物物理
摘要
许多生物利用群体聚集作为生存手段。淡水寡毛类动物加州黑蠕虫（Lumbriculus variegatus）形成紧密缠绕的结构，即蠕虫“团块”，其已适应在极低溶解氧（DO）水平下生存。单个黑蠕虫通过其粘液体壁和后部具纤毛的后肠（于体上方摆动）进行呼吸来适应低氧环境。然而，不同DO水平下集体行为的变化尚不清楚。利用带流的闭环呼吸测定仪，我们发现低DO下相对摆尾活动通量约为高DO条件下的75倍。此外，当流速增大以使蠕虫团块向上悬浮时，我们发现低DO下团块的平均暴露表面积约为高DO下的1.4倍。进而，我们观察到蠕虫团块暴露于极端DO水平时出现的涌现特性。本文表明，当蠕虫团块暴露于高DO水平时会产生内部应力，使其能用锯齿状末端件从锥形容器底部被物理抬起。我们的结果展示了蠕虫团块的集体行为及内部应力的涌现生成如何随氧水平不同而改变，这可用于建模和模拟群体机器人、自组装结构或软物质缠结。
引用
@article{arxiv.2206.03962,
title = {Oxygenation-Controlled Collective Dynamics in Aquatic Worm Blobs},
author = {Harry Tuazon and Emily Kaufman and Daniel I. Goldman and M. Saad Bhamla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.03962},
year = {2022}
}