Dispersion de microalgues nageuses sous écoulement

Les microorganismes capables de nager doivent la plupart du temps évoluer dans des environnements en écoulement, de sorte que leur activité sous écoulement est tout autant instructive qu’en l’absence de mouvement du fluide environnant notamment pour apprendre si et comment l’évolution a doté ces êtres vivants de stratégies optimales pour se déplacer et se nourrir dans un environnement aquatique en perpétuel mouvement.

Ces recherches ont été menées dans le laboratoire CNRS suivant :

• Laboratoire Ondes et Matière d’Aquitaine (LOMA, CNRS/Université de Bordeaux)

Dans un travail récent, des chercheurs et chercheuses ont ainsi étudié via une approche unifiée, combinant expériences de microfluidique, simulations numériques et analyse statistique, comment Chlamydomonas reinhardtii, une microalgue nageuse, se disperse dans des écoulements confinés. Les résultats étendent la théorie classique de la dispersion de Taylor-Aris, initialement destinée à rendre compte de la diffusion de particules browniennes passives sous écoulement cisaillant, aux nageurs actifs, révélant une transition entre les comportements balistiques et diffusifs influencée par la force du flux. Les chercheurs et chercheuses montrent que le cisaillement a un effet complexe, car non linéaire, sur la dynamique des nageurs et qui améliore de manière sophistiquée l’exploration de leur environnement.

Les résultats de l’étude fournissent des informations cruciales sur le comportement des micro-nageurs dans les milieux fluides, pertinentes tant pour les environnements artificiels que naturels. Ces travaux ont des implications importantes en écologie microbienne, suggérant de nouvelles façons de rendre compte et rationaliser des processus tels que la formation de biofilms, le transport des nutriments et la dispersion des agents pathogènes dans les écosystèmes où la dynamique des fluides façonne le mouvement et détermine les interactions entre micro-organismes. Ils sont publiés dans les Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).