Strömungen steuern bakterielle Anhaftungen an Oberflächen
Feuchte Oberflächen werden schnell von Bakterien besiedelt. Diese primäre Besiedelung initiiert die Bildung von Biofilmen, Aggregate bakterieller Populationen, die in einer Matrix aus extrazellulärer polymerer Substanzen eingebettet sind
Biofilme sind von grosser Bedeutung in vielen Anwendungen in der Umwelt- und Medizintechnik. In einer kürzlich erschienenen Publikation in externe Seite Nature Communications, konnten Dr. Eleonora Secchi, SNSF PRIMA Beitragsempfängerin in Prof. Roman Stocker’s Arbeitsgruppe am Institut für Umweltingenieurwesen, und Kollegen zeigen, dass die Anheftpunkte von Bakterien auf Oberflächen von der Strömung der umgebenden Flüssigkeit bestimmt sind.
Mit Mikrofluidikexperimenten und einem mathematischen Modell, zeigten die Forscher, dass sowohl die Grössenordnung als auch der Ort der bakteriellen Anheftung auf gekrümmten Oberflächen von den lokalen hydrodynamischen Bedingungen sowie der Morphologie und Motilität der Bakterien abhängt. Die grundliegende physikalische Natur dieser Interaktionen macht diese Beobachtungen zu einem generellen Phänomen, das es ermöglicht das Modell zur Identifizierung von bevorzugten bakteriellen Besiedlungspunkten auf natürlichen und künstlichen Oberflächen zu verwenden.
Die Besiedlung bestimmt die anfängliche Entwicklung von Biofilmen und bildet die Grundlage für Biokolmation von porösen Strukturen, die häufig in Grundwassersystemen zu finden ist, sowie in technischen Anwendungen, die Biofilme als biologische Barriere nutzen, und in Wasseraufbereitungsanlagen.
