In presenza di un gradiente chimico i batteri faranno chemiotassi, o direzioneranno tutto il loro movimento basato sul gradiente. Se il batterio sente che si sta muovendo nella direzione giusta (verso l'attraente / via dal repellente), continuerà a nuotare a diritto per un tempo più lungo prima di fare "tumble". Se si sta muovendo nella direzione sbagliata, farà tumble più presto e cercherà una nuova direzione a caso, a random. In altre parole, batteri come E. coli usano la sensazione temporale per decidere se la vita va meglio o peggio. Così facendo, il batterio trova la sua posizione nella massima concentrazione di attrattante (di solito la sorgente). Anche in concentrazioni molto elevate, è in grado di distinguere differenze molto piccole di concentrazione. Fuggendo da un repellente lavora con la medesima efficienza.