Comme beaucoup de gens s'en souviendront des cours de sciences à l'école, les bactéries qui se développent sur des surfaces solides forment des colonies facilement visibles à l'œil nu. Chacun d'eux est un système biologique complexe à part entière; les colonies affichent des comportements collectifs qui indiquent une sorte d'« intelligence sociale » et se développent en motifs fractals qui peuvent ressembler à des flocons de neige. Malgré cette complexité, la croissance des colonies peut être modélisée en utilisant les principes de la physique de base. Lautaro Vassallo et ses collaborateurs de l'Universidad Nacional de Mar del Plata, L'Argentine a modélisé une telle croissance en utilisant une nouvelle méthode dans laquelle le comportement de chacune des bactéries est simulé séparément. Ce travail est maintenant publié dans Le Journal Physique Européen B .

Une colonie bactérienne se développe à partir d'une seule cellule, donc toutes les bactéries sont des clones génétiquement similaires de cette cellule d'origine. Vassallo et son équipe ont simulé ce schéma de croissance sur ordinateur en faisant varier différents paramètres :des paramètres « biologiques » tels que la vitesse de division cellulaire et la disponibilité des nutriments, ainsi que les forces "physiques" telles que les forces mécaniques entre les cellules voisines. Leurs résultats concordent très bien avec les modèles observés expérimentalement. Dans la simulation, comme dans la nature, toutes les colonies ont commencé comme des taches rondes compactes avec des motifs fractals en forme de flocon de neige émergeant à un stade ultérieur.

Les chercheurs ont utilisé une technique d'analyse multifractale pour décrire les motifs produits par un type spécifique de mouvement bactérien :le glissement. Cela signifie que les bactéries ne se déplacent pas indépendamment mais se poussent les unes les autres au sein de la colonie en se divisant et en rivalisant pour le même espace. Ce n'est qu'un des au moins six types bien définis de mouvement bactérien, mais il est particulièrement important car les colonies l'utilisent pour former des biofilms persistants et médicalement difficiles. Vassallo et ses collaborateurs s'attendent à appliquer leur technique à la simulation des autres types de mouvements, cependant, et même à modéliser la communication entre bactéries au sein d'une colonie.