Von Schwimmern und Schwärmen

Wie schwimmen Mikroorganismen in einer meist wässrigen Umgebung? Für sie erweist sich Wasser als so zähes Medium, dass sie nach einer Schwimmbewegung nicht weitergleiten. Ursache ist eine geringe Trägheit im Verhältnis zu einer relativ hohen Viskosität. Unter den Mikroorganismen gibt es im Wesentlichen zwei Typen: Pusher besitzen ihren Antrieb am Hinter‐, Puller am Vorderende. Auch das Schwarmverhalten von Mikroschwimmern wird teilweise durch die Gesetze der Mikrowelt bestimmt. So können sie die Brownsche Molekularbewegung aktiv zum Ansteuern eines Ziels nutzen. Doch es gibt auch viele Ähnlichkeiten mit dem Schwarmverhalten größerer Teilnehmer. Wie Massenkarambolagen beim Autoscooter oder Staus gibt es auch unter Bakterien das Phänomen der bewegungsinduzierten Aggregation. Ein Forschungsfeld ist die Simulation des Schwarmverhaltens, für das auch die Erkennung der Umgebung und Selbstadaption der Bewegung wichtig sind. Diese Simulationen sind für viele medizinische und technische Anwendungen interessant, zum Beispiel für den Transport medizinischer Wirkstoffe im Körper.