В настоящей работе исследуются популяционные волны, формируемые бактериями, устойчивые и неустойчивые режимы их распространения, взаимодействия. а также процессы структурообразования в данной системе. Для устойчивых режимов характерна постоянная скорость распространения хемотаксисных колец. В зависимости от скорости распространения наблюдаются три различных режима взаимодействия таких волн, в том числе и солитоноподобный. Результатом взаимодействия устойчивых волн является формирование симметричных структур. Математическая модель для данных процессов представляет собой систему дифференциальных уравнений, описывающих способность микроорганизмов накапливаться в области более высокой концентрации того или иного аттрактанта. Теоретически и экспериментально показана независимость индукции процесса формирования второй популяционной волны от состояния бактерий в центре их инокуляции. Для неустойчивого режима распространения характерно формирование "выброса" непосредственно перед кольцом хемотаксиса. Показано, что средняя длина составляющих только что сформированный выброс клеток больше, чем в исходной популяции. На основе микроскопических исследований предложен механизм формирования бактериальных фрактальных структур, а именно: фрактальный рост бактериальной популяции может рассматриваться, как ветвящаяся система микровыбросов. В численных экспериментах на математической модели типа "клеточный автомат" воспроизведены образование и рост фракталоподобных структур по предложенному механизму. Работа выполнена при поддержке РФФИ.