Si l'on disperse des graines au hasard, les pousses s'entremêlent dans le chaos. Mais si on les dispose en rangées bien nettes, le champ pousse de manière ordonnée. Un principe similaire s'applique aux bactéries. Les colonies de cellules allongées bouillonnent généralement de flux désordonnés, mais des scientifiques ont trouvé un moyen d'y instaurer l'ordre dès le départ.
Les spores de la bactérie Bacillus subtilis ont été déposées sur une surface par assemblage capillaire — une méthode qui permet de placer chaque spore au point voulu avec l'orientation voulue. Lorsque les spores ont germé et se sont développées en chaînes de cellules, il s'est avéré que si les orientations initiales étaient parallèles, le biofilm obtenu était ordonné sur des millimètres. En revanche, si les spores étaient disposées en désordre, le chaos s'installait.
Et ce n'est pas tout. Le biofilm ordonné, lors de sa croissance ultérieure, se courbait de manière synchrone, comme une seule toile. Les scientifiques ont décrit ce comportement à l'aide d'un modèle basé sur les propriétés mécaniques des filaments individuels. Ils ont ensuite utilisé l'ordre pour créer des biofilms présentant une anisotropie optique locale — c'est-à-dire des zones qui réfractent la lumière différemment. De tels matériaux pourraient être utiles pour des écrans vivants ou des capteurs.
Ainsi, les conditions initiales — la façon dont les spores sont disposées — déterminent le destin de toute la colonie. C'est non seulement un nouvel outil pour les biologistes, mais aussi un pas vers des matériaux vivants programmables.
Les spores de Bacillus subtilis peuvent résister à l'ébullition et rester viables pendant des décennies, et dans des conditions favorables, elles germent en quelques minutes.
L'idée de cultiver des structures ordonnées à partir de micro-organismes fait écho aux technologies « vivantes » du roman « Dune », où les truites des sables façonnent la matière selon un modèle donné.