Пловец в бассейне, заполненном лёгкими мячами, отталкивается от них и плывёт быстрее, чем в чистой воде. Примерно так ведёт себя трипаносома — одноклеточный паразит, вызывающий сонную болезнь, — когда попадает в кровь, где красные клетки занимают почти половину объёма. Раньше казалось, что густая взвесь должна мешать движению, но расчёты и опыты показали обратное: паразит ускоряется на десятки процентов.

Ключ к разгадке — жгутик, длинный подвижный вырост клетки, который бьётся волной и толкает паразита вперёд. В чистой жидкости сопротивление движению жгутика поперёк его оси лишь ненамного больше, чем вдоль, поэтому тяга слабая. Но если вокруг плавают частицы, они сильнее мешают жгутику двигаться поперёк, чем вдоль, и эта разница растёт с их концентрацией. Жгутик начинает отталкиваться от частиц, как пловец от мячей, и скорость увеличивается.

Эффект особенно заметен, когда размер частиц не превышает половины длины волны биения жгутика. У трипаносомы эта волна имеет длину около 10 микрометров, а красные клетки крови — 7–8 микрометров, поэтому условия идеальны. В экспериментах с живыми паразитами в камере, заполненной микросферами, скорость росла с концентрацией частиц, причём для более мелких сфер прирост был больше, чем для крупных.

Раньше было неясно, как трипаносома вообще передвигается в крови, где эритроциты занимают до половины объёма. Теперь показано, что взвесь не мешает, а помогает: частицы усиливают анизотропию трения жгутика, и паразит плывёт быстрее. Это объясняет, как он выживает и распространяется в кровотоке, несмотря на высокую плотность клеток.

Такой механизм может быть общим для многих жгутиковых микропловцов в биологических жидкостях, например для сперматозоидов в слизи или бактерий в биоплёнках. Результаты пригодятся при разработке микрофлюидных устройств для диагностики паразитарных инфекций, где нужно учитывать влияние частиц на подвижность. В конечном счёте, трипаносома в толпе эритроцитов напоминает пловца, который научился использовать мячи в бассейне как опору для ускорения.