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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2026-03-12
摘要
許多微生物真核生物具有單細胞生命階段，但也可以形成多細胞菌落。我們利用領鞭毛蟲（Choanoeca flexa）探索了群體形態的流體動力學後果，它影響游泳和攜帶獵物的水流到群體中細胞的流量，它形成杯狀群體，可以從裡到外翻轉，使鞭毛排列在杯子的內部或覆蓋其外表面。結合細胞形態的詳細流體動力學模型對於具有許多細胞的集落來說是不可行的。因此，我們使用正則化力偶極子設計了每個單元的簡化模型，並優化了參數（透過從給定類別中選擇正則化δ函數）以匹配單元詳細模型的流場。計算得出的遊動速度和鞭毛菌落的水通量與活體 C. flexa 的測量值相符。對於給定形狀（扁碗、半球、球杯）的鞭毛集落，模型顯示遊動速度和流向集落的水通量隨著細胞密度的增加而增加，儘管每個細胞的通量與密度無關。鞭毛集落前部細胞的密集堆積增加了集落中所有位置細胞的遊動速度和通量。與相同結構的鞭毛外集落相比，鞭毛內集落遊動較慢，但每個細胞產生更高的水通量，這表明鞭毛外集落是更好的游泳者，而鞭毛內集落是更好的飼養者。形態與真正的屈氏彎曲菌形態相匹配的模型鞭毛外菌落需要比鞭毛內菌落大 5-10 倍的鞭毛力才能達到測量的游泳速度，這表明鞭毛外菌落的鞭毛跳動不同。