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Self-buckling of filamentous cyanobacteria reveals gliding forces

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Kurjahn, Maximilian ; Deka, Antaran ; Girot, Antoine ; Abbaspour, Leila ; Klumpp, Stefan ; Lorenz, Maike ; Bäumchen, Oliver ; Karpitschka, Stefan:
Self-buckling of filamentous cyanobacteria reveals gliding forces.
Ithaca, NY, USA , 2022 . - 9 S.

Abstract

Filamentous cyanobacteria are one of the oldest and today still most abundant lifeforms on earth,with manifold implications in ecology and economics. These phototrophic organisms form long and flexible filaments that exhibit gliding motility in contact with solid surfaces. The underlying force generating mechanism is not yet understood. We measure their bending rigidity with micropipette force sensors, and investigate how filaments buckle after gliding onto an obstacle. Comparing Kirchhoff theory to the experiments, we derive the active forces and the friction coeffcients associated with gliding from the observed critical filament length for buckling. Remarkably, we found that these two quantities are strongly correlated to each other, while dependencies on other observables are largely absent. The observed critical lengths align with the peaks of natural length distributions:
small changes in active forces or length distributions may determine whether the majority of a colony undergoes buckling instabilities or not.

Weitere Angaben

Publikationsform: Preprint, Postprint
Institutionen der Universität: Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Experimentalphysik V
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Physikalisches Institut > Lehrstuhl Experimentalphysik V > Lehrstuhl Experimentalphysik V - Univ.-Prof. Dr. Oliver Bäumchen
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Eingestellt am: 23 Mär 2022 10:55
Letzte Änderung: 23 Mär 2022 10:55
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/68841