MPI-DS 的科學家揭示了一種細菌相互作用從而導致複雜的模式，並引入了一種多功能模型，可以解碼從細菌到機器人群等各種實體的集體行為。一個新模型表明，追逐相互作用可以誘導細菌物種組織的動態模式。

由於兩種細菌物種之間的追逐相互作用，可以創建結構模式。在一個新模型中，馬克斯·普朗克動力學與自組織研究所(MPI-DS) 的科學家描述了個體層面的相互作用如何導致物種的自組織，他們的發現提供了對集體行為一般機制的見解。在最近的一項研究中，MPI-DS 生命物質物理系的科學家開發了一個模型來描述細菌群體中的通訊途徑。細菌透過感知環境中化學物質的濃度並調整其運動來表現出整體的組織模式。「我們模擬了兩種細菌之間的非互惠相互作用，」第一作者Yu Duan 解釋道。「這意味著物種A 正在追逐物種B，而物種B 的目標是排斥物種A。」研究人員發現，僅僅這種追逐和避免的相互作用就足以形成一種結構模式。生成的模式的類型取決於交互作用的強度。這補充了先前的一項研究，其中提出了一個模型，該模型還包括細菌的種內相互作用，以形成一種模式。根據兩個物種A 和B 之間的追逐和避免相互作用，不同的自組織模式可以在全球層面上進化。圖片來源：MPI-DS / LMP在這個新模型中，還包括細菌運動的影響，不需要黏附或對齊來形成包含數百萬個個體的複雜超級結構。「雖然細菌種群動態顯示出整體秩序，但在個體細菌水平上情況並非如此。 特別是，單一細菌似乎以無序的方式移動，其結構只有在更高的水平上才可見，這非常令人著迷.」MPI-DS 生命物質物理系組長Benoît Mahault 總結道。該模型還允許考慮兩個以上的物種，增加可能的相互作用和新興模式的數量。值得注意的是，它也不限於細菌，還可以應用於各種集體行為。其中包括光控微型游泳者、群居昆蟲、動物群和機器群。因此，這項研究提供了在具有許多組件的網絡中形成大規模結構的機制的一般見解。