قطرة ماء تحتوي على ملح مذاب تجف على الطاولة. لا يترسب الملح في أي مكان: أولاً تظهر البلورات عند الحافة مكونة حلقة، مثل رواسب القهوة في قاع الكوب. هذا السلوك مألوف لكل من رأى أثر قطرة جافة. ولكن ماذا لو كانت هناك بكتيريا تستطيع السباحة في القطرة؟ الحركات العشوائية للكائنات الدقيقة يمكن أن تقلب الصورة المألوفة.
أخذ الباحثون بكتيريا الإشريكية القولونية — وهي بكتيريا متحركة معروفة — وأضافوها إلى محلول ملحي. في القطرات التي تحتوي على عدد قليل من البكتيريا، تجمعت تلك البكتيريا عند الحواف كما هو متوقع. ولكن عندما زاد عدد البكتيريا، توزعت بالتساوي في جميع أنحاء القطرة. وكان سلوك الملح أكثر إثارة للاهتمام: بالإضافة إلى الحلقة عند المحيط، ظهرت بلورات في المركز، وكلما زاد عدد البكتيريا، زاد عدد هذه الجزر. وفي الوقت نفسه، استطالت البلورات عند الحواف إلى أشكال متفرعة غريبة.
لفهم الآلية، بنى العلماء نموذجًا رياضيًا. أخذوا في الاعتبار كيفية تدفق السائل داخل القطرة أثناء التبخر، وكيف تتحرك البكتيريا، وكيف يُنقل الملح ويترسب. اتضح أنه في مرحلة مبكرة من التبخر، حركة البكتيريا تسمح لها بالسباحة عكس التيار الذي يحمل كل شيء نحو الحافة. تنجح البكتيريا في الوصول إلى المركز والاستقرار هناك. لاحقًا، عندما تنكمش القطرة، تصبح هذه الخلايا المستقرة نقاطًا يبدأ حولها الملح في التبلور. هكذا تغير الحركة الحية للكائنات الدقيقة شكل البلورات غير الحية.
هذا العمل هو خطوة نحو التحكم في التبلور باستخدام الكائنات الحية. هذه القدرة ستكون مفيدة، على سبيل المثال، في استخراج النفط حيث تسد الأملاح مسام الصخور، أو في الأجهزة الدقيقة السائلة حيث يلزم ترسيب المواد بدقة. يمكن للبكتيريا السباحة أن تصبح ليس مجرد ركاب في القطرة، بل مشاركين نشطين في العملية.
تسبح بكتيريا الإشريكية القولونية بسرعة تصل إلى 30 ميكرومترًا في الثانية — في ساعة واحدة تقطع مسافة تعادل 10 أضعاف طول جسمها، وهو ما يعادل للإنسان سباحة 180 مترًا في الساعة.
فكرة الكائنات الحية التي تتحكم في نمو البلورات تذكرنا برواية كورت فونيجت «مهد القطة»، حيث شكل جليدي خيالي يُدعى «الجليد-تسعة» يغير خصائص المادة.