游动眼虫响应受限环境发生行为转变以实现高效爬行
软凝聚态物质
2020-05-26 v1 生物物理
摘要
一些眼虫（一类水生单细胞生物）能够产生高度协同、大振幅的蠕动式形体变形。这一显著行为已被认识数个世纪，但其功能仍存在争议，甚至被视为无功能的祖先遗迹。本文通过考察在受控拥挤程度与几何形状环境中游动的纤细眼虫（Euglena gracilis），表明该行为由受限环境触发。在这些条件下，它使细胞从不可行的鞭毛游动切换为一种全新且高度稳健的快速爬行模式，该模式可应对极端几何限制，并将摩擦阻力与水力阻力转化为推进力。为理解单个细胞如何控制这种适应性强且稳健的运动模式，我们建立了由活性条纹状细胞包被构成的眼虫运动器计算模型。我们的建模表明，步态适应性无需特定的机械敏感反馈，而可由弹性且延展的马达系统的机械自调节来解释。因此，本研究确定了眼虫细胞适应性蠕动形体变形的运动功能及其运作原理。
引用
@article{arxiv.2005.11952,
title = {Swimming Euglena respond to confinement with a behavioural change enabling effective crawling},
author = {Giovanni Noselli and Alfred Beran and Marino Arroyo and Antonio DeSimone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.11952},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 4 figures