پلیٹ جھکائیں تو بیکٹیریا ڈھلان کی طرف پھیلتے ہیں

غول بندی (swarming) کچھ بیکٹیریا کا مل کر سفر کرنے کا ایک طریقہ ہے: حرکت کرتے خلیوں کے گھنے ہجوم ایک نرم، نم سطح پر، مائع کی ایک پتلی تہہ کے اندر، پھیلتے ہیں اور جھرمٹ، بھنور اور اجتماعی بہاؤ بناتے ہیں۔ تجربہ گاہ میں غول دائروں، شاخ دار شکلوں یا بیلوں کی صورت میں بڑھتے ہیں۔

ان کا طبیعی ماحول اہمیت رکھتا ہے — جیل کتنا پانی فراہم کرتا ہے، مائع کی تہہ کا سطحی تناؤ۔ لیکن مقالہ بتاتا ہے کہ ایک عنصر کو بڑی حد تک نظر انداز کیا گیا ہے: کششِ ثقل۔ معیاری تجربات افقی پلیٹیں استعمال کرتے ہیں، جن میں کششِ ثقل ایک مقررہ، غیر جانبدار پس منظر ہوتی ہے۔ مصنفین کے حوالہ دیے گئے ایک پرانے مطالعے نے دکھایا تھا کہ کششِ ثقل کی سمت نے نرم جیل میں اگائی گئی اسٹیفائلوکوکس کی کالونیوں کی شکل بدل دی۔

آٹھ زاویے، ہموار سے الٹا تک

شنگھائی جیاؤ تونگ یونیورسٹی کے گلوبل کالج کے پینگشی گو، زیجیے چو اور ان کے ساتھیوں نے، جارجیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی، جانز ہاپکنز یونیورسٹی اور فوڈان یونیورسٹی کے شریک مصنفین کے ساتھ، Enterobacter sp. SM3 کے ساتھ کام کیا، جو غول بنانے والا ایک بیکٹیریا ہے اور اصل میں چوہے کی آنت سے الگ کیا گیا تھا — ایک ایسا ماحول جہاں سطحیں خمیدہ اور شاذ ہی افقی ہوتی ہیں۔ ہموار پلیٹ پر SM3 تقریباً گول کالونی بناتا ہے، جو ایک صاف حوالہ ہے۔

انہوں نے نرم جیل کی پلیٹوں کے بیچ میں بیکٹیریا کا ایک قطرہ رکھا، غول کو تین گھنٹے ہموار سطح پر شروع ہونے دیا، پھر پلیٹوں کو آٹھ رخوں پر رکھا: ہموار (0°)، اوپر رخ کے ساتھ 30°، 45° اور 75° پر جھکی ہوئی، نیچے رخ کے ساتھ 105°، 135° اور 150° پر جھکی ہوئی، اور ہموار الٹی (180°)۔ انہوں نے نو گھنٹے تک ہر گھنٹے کالونیوں کی تصاویر لیں — ہر زاویے پر 15 آزاد کالونیاں — اور خوردبین کے نیچے ہر کالونی کے کنارے کے ساتھ پانچ مقامات پر حرکت کرتے خلیوں کی ویڈیو بنائی۔

درمیانی زاویے جیت جاتے ہیں

فرق وقت کے ساتھ بڑھتے گئے۔ آخر تک غول کی نشوونما جھکاؤ پر غیر یک سمتی (non-monotonic) طریقے سے منحصر تھی: کالونیاں درمیانی جھکاؤ پر سب سے زیادہ بڑھیں، 75° اور 45° پر سب سے بڑی، اور ان پلیٹوں پر سب سے کم جو تقریباً یا مکمل طور پر الٹی تھیں (150° اور 180°)۔ صرف تھوڑی جھکی پلیٹیں، 30° پر، ہموار پلیٹوں سے تھوڑی کم بڑھیں۔

کون سی طرف اوپر تھی، اس سے بھی فرق پڑا۔ ایک جیسے جھکاؤ والی پلیٹوں کے جوڑے، ایک اوپر رخ اور ایک نیچے رخ — 30° اور 150°، 45° اور 135°، 75° اور 105° — نے مختلف نتائج دیے: ہر جوڑے میں اوپر رخ والی ترتیب نے عموماً بڑی کالونیاں پیدا کیں۔

ڈھلان کی طرف کھنچی ہوئی شکلیں

ہموار کالونیاں تقریباً دائرہ نما رہیں۔ جھکی ہوئی کالونیاں یک طرفہ ہو گئیں اور ڈھلان والی طرف بڑھ گئیں:

شکل کی عدم تشاکل کا ایک پیمانہ ہموار پلیٹوں پر تقریباً 0.1 رہا اور 75° پر 0.90 تک پہنچ گیا۔
75° اور 135° کے درمیان ڈھلان والی طرف اوپر والی طرف سے تقریباً 1.46 سے 1.52 گنا دور تک پھیلی۔
کچھ کالونیوں نے دمدار ستارے جیسی دُم بنا لی: 75° پر ڈھلان والا سرا اپنے دونوں پڑوسی پہلوؤں سے تقریباً 2.2 گنا تیزی سے آگے بڑھا۔

خوردبین کے نیچے تصویر زیادہ باریک تھی۔ خلیے عموماً جھکی پلیٹوں پر ہموار پلیٹوں کے مقابلے میں آہستہ حرکت کرتے تھے، اور ڈھلان والے سرے پر کالونی کے اوپری حصے کے مقابلے میں آہستہ۔ سرے پر بھنور تھوڑے چھوٹے اور زیادہ تعداد میں تھے۔ یوں جو محاذ سب سے تیزی سے آگے بڑھا، وہی تھا جہاں خلیے سب سے آہستہ چل رہے تھے — مصنفین لکھتے ہیں کہ یہ اس بات کی علامت ہے کہ صرف خلیوں کی مقامی رفتار یہ نہیں سمجھا سکتی کہ کنارہ کیسے آگے بڑھتا ہے۔

پانی کی ایک تہہ، دو طرف کھنچی ہوئی

ان رجحانات کی تشریح کے لیے ٹیم نے ایک موجودہ ماڈل کو وسعت دی، جو غولوں کو خلیوں اور پانی کی ایک پتلی، دو تہوں والی پرت کے طور پر بیان کرتا ہے، اور اس میں کششِ ثقل کو دو حصوں میں تقسیم کر کے شامل کیا۔ سطح کے ساتھ ساتھ والا حصہ تہہ کو ڈھلان کی طرف دھکیلتا ہے۔ سطح کے آر پار والا حصہ تہہ میں دباؤ کو بدلتا ہے، اور اس کے ساتھ یہ بھی کہ نیچے کے جیل سے پانی کتنی تیزی سے رِس کر اندر آتا ہے۔

ماڈل، جسے تجربات کی اصل جسامتوں یا اوقات کے مطابق ٹیون نہیں کیا گیا تھا، نے بنیادی نمونے دہرا دیے، جن میں بہترین زاویہ، 75°، بھی شامل ہے۔ ایک وقت میں ایک حصہ بند کرنے سے کردار واضح ہوئے: سطح کے ساتھ ساتھ کششِ ثقل نے ڈھلان کی طرف کھنچاؤ پیدا کیا، جبکہ سطح کے آر پار کششِ ثقل اوپر رخ اور نیچے رخ والی پلیٹوں میں فرق کرنے کے لیے ضروری تھی۔

ایک اٹکا ہوا کنارہ جو آزاد ہو جاتا ہے؟

اس مطالعے میں بیکٹیریا کی ایک ہی قسم، کنٹرول شدہ تجربہ گاہی حالات میں، استعمال کی گئی، اور ماڈل ایک سادہ بیان ہے۔ مصنفین تجویز کرتے ہیں کہ ڈھلان والے سرے پر مائع اور خلیے ایک اٹکے ہوئے کنارے کے پیچھے جمع ہو سکتے ہیں یہاں تک کہ وہ اچانک آزاد ہو جائے، بار بار، جو بڑے بھنوروں کو بھی توڑ دے گا — لیکن وہ اس میکانزم کو مفروضاتی قرار دیتے ہیں، جسے محاذ اور بہاؤ کی ہم وقت پیمائشوں سے جانچنا ہوگا۔ ان کا وسیع تر پیغام زیادہ سادہ ہے: غول بندی کے تجربات میں سطح کا رخ کوئی غیر جانبدار تفصیل نہیں۔