Dans une fine chambre de verre remplie d'eau, ça bouillonne de vie : des millions de minuscules bactéries Thiovulum sp. ST, tout juste prélevées dans une source naturelle, se mettent en mouvement comme un organisme unique. Au départ, elles sont réparties uniformément dans la chambre, mais au bout de quelques minutes, l'eau s'anime : de grands tourbillons apparaissent, semblables à ceux que l'on observe dans une casserole de soupe en train de chauffer.
Chaque bactérie est un nageur minuscule doté de son propre « moteur » (un flagelle). Elle détecte les zones plus riches en oxygène et s'y dirige : c'est ce qu'on appelle le chimiotactisme. En même temps, la bactérie est plus lourde que l'eau et tend à se déposer au fond : c'est le gravitactisme. Lorsque des millions de ces nageurs se rassemblent, leurs mouvements individuels se combinent en un puissant courant collectif. Les couches supérieures, plus riches en oxygène, attirent les bactéries venues du dessous ; celles-ci entraînent l'eau avec elles, et des cellules de convection se forment dans la chambre, comme dans un bouillon en ébullition.
Ces courants ne sont pas seulement esthétiques : ils aident la colonie à survivre. En mélangeant l'eau, les bactéries attirent vers elles de nouvelles quantités d'oxygène et de nutriments, tout en évacuant les déchets. On obtient un système auto-entretenu : le mouvement crée les conditions de la vie, et la vie maintient le mouvement. La vidéo de ces travaux a reçu un prix au concours de vidéos scientifiques de l'American Physical Society en 2025.
Les bactéries Thiovulum comptent parmi les nageurs les plus rapides du monde microbien : en une seconde, elles peuvent parcourir une distance des dizaines de fois supérieure à leur propre longueur. Si un humain nageait à une vitesse relative équivalente, il traverserait une piscine olympique en quelques secondes.
Le mouvement collectif des microbes qui crée des courants visibles évoque les récits de science-fiction sur les essaims intelligents ou la « vie liquide » — par exemple, dans le roman de Stanislas Lem « Solaris », l'océan se comporte comme un organisme unique bien qu'il soit composé d'innombrables éléments.