剪切引起的摆动及游动抑制：游动细菌的行为
软凝聚态物质
2026-01-26 v1
摘要
单尾动物细菌的复杂摆动运动，由细胞体的周期性预cession 决定因素在复杂流体环境中的游动和导航。虽然在静止流体中已广泛研究，但在普遍存在的流动条件下的细菌摆动仍未被探讨。本研究考察了以色列氏大肠杆菌在表面附近的稳定剪切流中的摆动动力学。我们的实验结果表明，摆动幅度随流强度增大直至达到平台值，放大效应对游动方向的相对取向具有强烈依赖性。事实上，增强的摆动仍由细胞体与细胞尾束之间的错位所支配。此外，我们观察到摆动频率随流强度单调递增，且较短的细菌在幅度和频率两方面表现出更明显的变化。通过将摆动运动与固有细胞体-尾动错位相联系，我们将流动增强的预cession归因于剪切和手性力矩作用于灵活细胞尾钩的组合。这种机械耦合最终抑制了净迁移速度随流速的增加。这些发现阐明了剪切流如何修改表面附近细菌 locomotion 的弹性hydrodynamics 机制，具有助于生理和生态环境中的微生物输运。
关键词
引用
@article{arxiv.2601.16721,
title = {Shear-Induced Wobbling and Motility Suppression in Swimming Bacteria},
author = {Wei Feng and Fanglong Dang and Hao Luo and Alan C. H. Tsang and Yanan Liu and Guangyin Jing},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.16721},
year = {2026}
}