وتمت مراقبة البكتيريا من خلال مزيج من الفحص المجهري الضوئي القياسي والمجهر الفلوري مما أتاح رسم خرائط دقيقة ثلاثية الأبعاد للبكتيريا. تعد هذه الطريقة جيدة لتمكين التتبع ثلاثي الأبعاد للبكتيريا الكثيفة التي لا يمكن تتبعها باستخدام الطرق التقليدية
تنتشر المستعمرات البكتيرية بسرعة عبر الأسطح عن طريق السباحة معًا. تشبه الحركة الجماعية للبكتيريا حركة الأسماك والطيور والكائنات الحية الأخرى التي تتحرك في قطعان. لذلك فهي ذات أهمية كبيرة من الناحية الفيزيائية والبيولوجية والبيئية.
حتى الآن، ركزت الدراسات التي أجريت على الحركة الجماعية للبكتيريا على المستعمرات الرقيقة، حيث يوجد عدد قليل من الطبقات البكتيرية، وهذا بسبب قيود تقنية تتعلق بصعوبة مراقبة مستعمرة سميكة. في مثل هذه الحالات، إذا تمت إضافة المضادات الحيوية إلى الطعام، يتم تدمير المستعمرة على الفور.
في دراسة جديدة أجراها الدكتور أفراهام باير من معهد المياه ومعاهد أبحاث الصحراء وقسم الفيزياء في جامعة بن غوريون في النقب، بالتعاون مع البروفيسور جيل أريئيل من قسم الرياضيات في جامعة بار إيلان بالتعاون مع البروفيسور راسيكا هارشي من قسم علم الأحياء الدقيقة بجامعة تكساس في أوستن، تمت دراسة ثلاث مستعمرات - الأبعاد مع التركيز على البنية ثلاثية الأبعاد التي تتغير كدالة للوقت. وتمت مراقبة البكتيريا من خلال مزيج من الفحص المجهري الضوئي القياسي والمجهر الفلوري مما أتاح رسم خرائط دقيقة ثلاثية الأبعاد للبكتيريا. تعد هذه الطريقة جيدة لتمكين التتبع ثلاثي الأبعاد للبكتيريا الكثيفة التي لا يمكن تتبعها باستخدام الطرق التقليدية.
وأظهرت نتائج الدراسة أن للمستعمرة بنية فريدة من نوعها، حيث تسكن معظم البكتيريا الطبقات المتوسطة للمستعمرة، وبعضها السفلي، ولا تسكن الجزء العلوي الذي يحتوي في معظمه على سوائل. بالإضافة إلى ذلك، تم اكتشاف أن إضافة المضادات الحيوية إلى طعام المستعمرة يخلق طبقة غائبة من البكتيريا في الجزء السفلي من المستعمرة ويتم دفعها كلها إلى الجزء الأوسط، لكنها لا تزال لا تسكن الجزء العلوي.
يوضح البروفيسور آرييل أن "غياب البكتيريا في الجزء العلوي من المستعمرة هو نتيجة لوجود مواد خافضة للتوتر السطحي تسمى المواد الخافضة للتوتر السطحي. تخلق البكتيريا التي تسبح بالقرب من حافة المستعمرة تيارات في السائل وتحرك المواد الخافضة للتوتر السطحي. هذه التغييرات تخلق التأجيل".
ويتابع الدكتور باير أن "اختفاء البكتيريا من الجزء السفلي للمستعمرة يتم من خلال عملية الرفض الكيميائي، استنادا إلى أجهزة الاستشعار البيوكيميائية الموجودة في البكتيريا، والتي لم يكن وجودها معروفا حتى الآن وأصبح الآن محور الاهتمام في البحوث البيوكيميائية. ومن المثير للدهشة أن عملية هروب البكتيريا من الجزء السفلي من المستعمرة بسبب المضادات الحيوية تمنعها من الموت، وبالتالي فإن عملية الرفض الكيميائي تكون بمثابة وسيلة لبقاء البكتيريا على قيد الحياة.
