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domenica 26 luglio 2009
Il nuoto sincronizzato delle alghe unicellulari
I risultati indicano che la sincronizzazione dei flagelli è un problema molto più complesso di quanto ritenuto e coinvolge una delicata correlazione di regolazione cellulare, fluidodinamica e rumore biochimico
Utilizzando una ripresa di immagini ad alta velocità, i ricercatori della Cambridge University hanno scoperto che le singole cellule di alghe possono regolare il battito dei loro flagelli in sincronia o fuori sincronia in modo da controllare le traiettorie del loro moto nell'acqua: è questo il risultato di uno studio il cui resoconto è pubblicato sulla rivista “Science”.
La ricerca si è focalizzata, in particolare, sull'organismo unicellulare della specie Chlamydomonas reinhardtii, che possiede due flagelli grazie ai quali riesce a muoversi in un fluido e simultaneamente ruotare intorno al proprio asse.
Ma il battito dei flagelli, come evidenziato dagli studiosi, ha due modalità differenti: una sincronizzata, con frequenze e posizioni identiche, e una non sincronizzata, con due frequenze assai differenti. Utilizzando poi una speciale apparecchiatura per seguire le traiettorie di spostamento gli organismi, si è potuto osservare come il periodo di sincronia corrisponde a un moto pressoché rettilineo mentre i cambiamenti di direzione improvvisi corrispondono al battito asincrono.
Mentre precedenti studi avevano suggerito che le modalità potessero essere associate a differenti sottopopolazioni di cellule, questo nuovo studio mostra come siano le stesse cellule a controllare le frequenze e a passare dall'una all'altra, come se avessero un cambio a due marce.
In particolare, i ricercatori hanno sviluppato una analisi matematica che descrive i due flagelli come oscillatori accoppiati: analizzando poi alcuni terabyte di dati sugli schemi di sincronizzazione, si è evidenziato come la forza dell’accoppiamento fosse consistente con tale modello e come i due flagelli si sincronizzassero tramite le forze trasmesse dal fluido.
"Questi risultati indicano che la sincronizzazione dei flagelli è un problema molto più complesso di quanto ritenuto finora, e coinvolge una delicata correlazione di regolazione cellulare, fluidodinamica e rumore biochimico”, ha commentato Raymond E. Goldstein, docente di sistemi fisici complessi del Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics (DAMTP) di Cambridge e primo autore dello studio.
I risultati, infine, sembrano avere anche importanti implicazioni per la salute umana, dal momento che i flagelli di Chlamydomonas strutturalmente sono pressoché identici alle cilia che, nel corpo umano, partecipano a numerosi processi, dalla riproduzione alla respirazione.
Fonte: Le Scienze
News controllata da: Ernesta LA FACE
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