Turbulencia bacteriana impulsa ondas y dinámica de forma en gotas bifásicas

Investigadores han descubierto que la actividad de colonias bacterianas puede inducir turbulencias que, a su vez, generan ondas en la interfaz de gotas líquidas inmiscibles. Este fenómeno, observado en sistemas de dos fases líquidas, revela un mecanismo por el cual la energía biológica a microescala puede influir en la dinámica de fluidos y la morfología de estructuras blandas. El estudio abre nuevas vías para entender cómo los sistemas biológicos interactúan con su entorno físico a nivel de fluidos complejos. El equipo utilizó gotas compuestas por dos líquidos inmiscibles, uno acuoso y otro oleoso, en las que se introdujeron bacterias activas. La motilidad colectiva de las bacterias en la fase acuosa generó flujos turbulentos. Estos flujos no solo agitaron el líquido, sino que también ejercieron fuerzas sobre la interfaz entre las dos fases, provocando la formación de ondas y cambios dinámicos en la forma de la gota. La magnitud y el patrón de estas ondas dependían de la densidad bacteriana y de las propiedades viscoelásticas de los fluidos. Este hallazgo es relevante para campos como la biofísica y la ingeniería de materiales blandos. Comprender cómo la actividad biológica puede moldear interfaces y generar patrones dinámicos en sistemas de fluidos es crucial para el diseño de nuevos materiales activos, la optimización de procesos de biorremediación o incluso para modelar la formación de estructuras biológicas complejas. Los resultados sugieren que la turbulencia inducida por microorganismos podría ser un factor clave en la autoorganización de sistemas biológicos a escalas mesoscópicas.

Nuevo algoritmo inspirado en moho mucilaginoso optimiza transporte en grafos

Investigadores han desarrollado un nuevo algoritmo para resolver el problema del transporte óptimo distribuido en grafos, inspirándose en el comportamiento del moho mucilaginoso, *Physarum polycephalum*. Este organismo unicelular es conocido por su capacidad para encontrar rutas eficientes entre fuentes de alimento, formando redes de tubos que minimizan el coste del transporte. El algoritmo imita este proceso biológico, ajustando los flujos en una red de manera iterativa para alcanzar una configuración óptima. El problema del transporte óptimo busca la manera más eficiente de mover recursos entre múltiples fuentes y destinos, minimizando un coste total. Es un desafío fundamental en logística, redes de comunicación y otras áreas. Los métodos tradicionales suelen requerir una computación centralizada y pueden ser ineficientes para grafos muy grandes o dinámicos. La aproximación basada en *Physarum* ofrece una solución distribuida, donde cada nodo de la red toma decisiones locales que, en conjunto, conducen a una solución globalmente óptima. El algoritmo funciona mediante la simulación de un flujo de "nutrientes" a través de las aristas del grafo. La conductancia de cada arista se ajusta en función del flujo que pasa por ella, de forma análoga a cómo el moho *Physarum* engrosa los tubos por los que circula más nutrientes. Este proceso iterativo converge hacia una distribución de flujos que minimiza el coste total de transporte. Los resultados muestran que este método puede ser competitivo con algoritmos existentes, especialmente en escenarios donde la descentralización y la adaptabilidad son cruciales. Este avance tiene implicaciones significativas para el diseño de redes robustas y eficientes, desde la planificación urbana y la distribución de energía hasta la optimización de rutas en redes de transporte y comunicación. La capacidad de resolver este tipo de problemas de forma distribuida abre la puerta a sistemas más resilientes y escalables, que pueden adaptarse dinámicamente a cambios en la demanda o la topología de la red, sin depender de un control centralizado.