Dynamics of Pattern formation and Emergence of Swarming in C. elegans
C. elegans'taki şekil oluşum dinamiği ve sürü hareketinin ortaya çıkması
- Tez No: 592748
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. AŞKIN KOCABAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyofizik, Biyoloji, Biophysics, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Doğal ortamındaki çoğu hayvan, çevrelerindeki zorlu şartlar ile mücadele edebilmek için toplu hareket etmektedir ve kompleks şekiller oluşturmaktadır. Hayvanların hareketliliği, populasyon yoğunluğu ve kimyasal belirtiler gibi çeşitli fiziksel ve biyolojik faktörler bu süreçte önemli rol oynamaktadır. Ancak duyusal bilginin bütün bu faktörler ile nasıl bir etkileşimde olduğu ve toplu cevap ile toplu şekil oluşumunu nasıl etkilediği henüz pek bilinmemektedir. Biz bu araştırmada, Caenorhabditis elegans isimli model organizmayı, oksijenin algılanması, toplu şekil oluşumu ve sürü hareketinin aktif hayvan kümelerinde ortaya çıkması arasındaki ilişkiyi çalışmak için kullanıyoruz. Binlerce hayvan bakteri üzerinde biriktiğinde, bakteriden dolayı oksijendeki düşüş ile hayvanların yavaşladığını ve bu durumun hareketten tetiklenen faz ayrımına sebep olduğunu bulduk. Üç ilişkili faktör – bakterinin biriktirilmesi, oksijene yönelim ve populasyon yoğunluğu- birlikte rol oynamakta ve toplu şekil oluşumunun dinamiğini kontrol etmektedir. Birçok ara aşamadan sonra, hayvan kümeleri sürü fazına geçmekte ve toplu bir şekilde bakteri üzerinde hareket etmektedir. Ek olarak, teorik modelimiz genetik farklılıklar ve oksijene olan duyarlıktan kaynaklanan davranış farklılıklarını da kapsamaktadır. Bütünüyle bizim çalışmamız birçok yeni fiziksel anlayış ve sinir hücrelerindeki duyarlılık, toplu dinamik ve şekil oluşumu arasındaki kompleks ilişkiyi araştırabileceğimiz yeni bir platform sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Many animals in their natural habitat exhibit collective motion and form complex patterns to tackle environmental difficulties. Several physical and biological factors, such as animal motility, population densities, and chemical cues, play significant roles in this process. However, very little is known about how sensory information interplays with all these factors and controls the dynamics of collective response and pattern formation. Here, we use a model organism, Caenorhabditis elegans, to study the direct relation between oxygen sensing, pattern formation, and the emergence of swarming in active worm aggregates. We find that when thousands of animals gather on food, bacteria-mediated decrease in oxygen levels slowed down the animals and triggers motility-induced phase separation. Three coupled factors—bacterial accumulation, aerotaxis, and population density—act together and control the dynamics of pattern formation. Through several intermediate stages, aggregates converge to a large-scale swarming phase and collectively move across the bacterial lawn. Additionally, our theoretical model captures behavioral differences resulting from the genetic variations and oxygen sensitivity. Altogether, our study provides many physical insights and a new platform for investigating the complex relationship between neural sensitivity, collective dynamics, and pattern formation.
Benzer Tezler
- Başlangıç toplumlarında ve erken devlette yargının biçimlenişi
The formation of judiciary in primitive societies and in early states
SEDAT ERÇİN
- Örgüt topluluklarında yeni örgüt formlarının oluşumu: Türkiye ve Avrupa bağlamında bir araştırma
Formation of new organizational forms in organizational populations: A study in the context of Türkiye and Europe
SENCER ÖZEL
Doktora
Türkçe
2024
İşletmeGalatasaray Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NACİYE AYLİN ATAAY SAYBAŞILI
- Manipulation and control of collective behavior in active matter systems
Aktif madde sistemlerinde kollektif hareketin kontrol ve manipülasyonu
ERÇAĞ PİNÇE
Doktora
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GIOVANNI VOLPE
- Deep learning approaches for hailstorm detection and forecasting using CNN and LSTM algorithms: Comparative evaluation of radar products
Derin öğrenme yaklaşımlarıyla dolu fırtınası tespiti ve tahmini için CNN ve LSTM algoritmalarının kullanılması: Radar ürünlerinin karşılaştırmalı değerlendirmesi
NAHİT ÇATMADIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Meteorolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SİNAN ÖZEREN
- Şizofreni hastalarında belirginlik ağı düzenlenmesinde dopaminin rolü ve tedaviye yanıt ile ilişkisi
The role of dopamine in regulating the salient network in patients with schizophrenia and its role in treatment response
YASEMİN HOŞGÖREN ALICI
Doktora
Türkçe
2026
PsikiyatriAnkara ÜniversitesiSinir Bilimleri Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. NİHAL APAYDIN