Perkembangan mikrobiologi telah membawa banyak penemuan dalam beberapa dekad kebelakangan ini. Dan salah satunya adalah keanehan pergerakan bakteria berbendera. Reka bentuk enjin organisma purba ini ternyata sangat kompleks dan, mengikut prinsip kerja mereka, sangat berbeza daripada flagella saudara eukariotik terdekat kita dari protozoa. Enjin bakteria flagellate telah menjadi kontroversi paling hangat antara penciptaan dan evolusionis. Mengenai bakteria, motor flagellarnya dan banyak lagi - artikel ini.
Biologi am
Sebagai permulaan, mari kita ingat jenis organisma mereka dan tempat yang mereka duduki dalam sistem dunia organik di planet kita. Domain Bakteria menyatukan sejumlah besar organisma prokariotik uniselular (tanpa nukleus yang terbentuk).
Sel hidup ini muncul di tempat kejadian hampir 4 bilion tahun yang lalu dan merupakan peneroka pertama planet ini. Mereka adalahboleh dalam pelbagai bentuk (cocci, rod, vibrios, spirochetes), tetapi kebanyakannya adalah flagela.
Di manakah bakteria hidup? Dimana - mana. Terdapat lebih daripada 5×1030 di planet ini. Terdapat kira-kira 40 juta daripadanya dalam 1 gram tanah, sehingga 39 trilion hidup di dalam badan kita. Ia boleh ditemui di bahagian bawah Palung Mariana, dalam "perokok hitam" panas di dasar lautan, di dalam ais Antartika, dan pada masa ini anda mempunyai sehingga 10 juta bakteria di tangan anda.
Nilai tidak dapat dinafikan
Walaupun saiz mikroskopiknya (0.5-5 mikron), jumlah biojisimnya di Bumi adalah lebih besar daripada gabungan biojisim haiwan dan tumbuhan. Peranan mereka dalam peredaran bahan tidak boleh ditukar ganti, dan sifat pengguna mereka (pemusnah bahan organik) tidak membenarkan planet ini dilitupi gunung mayat.
Dan jangan lupa tentang patogen: wabak, cacar, sifilis, batuk kering dan banyak penyakit berjangkit lain juga disebabkan oleh bakteria.
Bakteria telah menemui aplikasi dalam aktiviti ekonomi manusia. Bermula daripada industri makanan (produk susu masam, keju, sayur-sayuran jeruk, minuman beralkohol), ekonomi hijau (biofuel dan biogas) kepada kaedah kejuruteraan sel dan pengeluaran ubat-ubatan (vaksin, serum, hormon, vitamin).
morfologi am
Seperti yang telah disebutkan, wakil kehidupan unisel ini tidak mempunyai nukleus, bahan keturunan mereka (molekul DNA dalam bentuk cincin) terletak di kawasan tertentu sitoplasma (nukleoid). Sel mereka mempunyai membran plasma dankapsul padat yang dibentuk oleh murein peptidoglycan. Daripada organel sel, bakteria mempunyai mitokondria, mungkin terdapat kloroplas dan struktur lain dengan pelbagai fungsi.
Kebanyakan bakteria adalah flagela. Kapsul ketat pada permukaan sel menghalang mereka daripada bergerak dengan menukar sel itu sendiri, seperti yang dilakukan oleh amuba. Flagela mereka adalah pembentukan protein padat dengan pelbagai panjang dan diameter kira-kira 20 nm. Sesetengah bakteria mempunyai satu flagel (monotrik), manakala yang lain mempunyai dua (amphitrichous). Kadangkala flagela tersusun dalam berkas (lophotrichous) atau menutupi seluruh permukaan sel (peritrichous).
Kebanyakan daripada mereka hidup sebagai sel tunggal, tetapi sesetengahnya membentuk kelompok (pasangan, rantai, filamen, hifa).
Ciri Pergerakan
Bakteria Flagellar boleh bergerak dengan cara yang berbeza. Ada yang hanya bergerak ke hadapan, dan menukar arah dengan jatuh. Ada yang mampu berkedut, manakala yang lain bergerak dengan gelongsor.
Fungsi flagella bakteria bukan sahaja sebagai "dayung" selular, tetapi juga boleh menjadi alat "boarding".
Sehingga baru-baru ini, dipercayai bahawa flagel bakteria bergoyang seperti ekor ular. Kajian terbaru menunjukkan bahawa flagellum bakteria jauh lebih rumit. Ia berfungsi seperti turbin. Dilekatkan pada pemacu, ia berputar dalam satu arah. Pemacu, atau motor flagellar bakteria, ialah struktur molekul kompleks yang berfungsi seperti otot. Dengan perbezaan bahawa otot mesti berehat selepas penguncupan, dan motor bakteria berfungsi secara berterusan.
Nanomekanisme flagellum
Tanpa mendalami biokimia pergerakan, kami perhatikan bahawa sehingga 240 protein terlibat dalam penciptaan pemacu flagel, yang dibahagikan kepada 50 komponen molekul dengan fungsi khusus dalam sistem.
Dalam sistem pendorongan bakteria ini, terdapat rotor yang bergerak dan stator yang menyediakan pergerakan ini. Terdapat aci pemacu, sesendal, klac, brek dan pemecut
Enjin kecil ini membolehkan bakteria bergerak 35 kali ganda saiznya sendiri dalam masa 1 saat sahaja. Pada masa yang sama, kerja flagel itu sendiri, yang membuat 60 ribu pusingan seminit, badan membelanjakan hanya 0.1% daripada semua tenaga yang digunakan oleh sel.
Ia juga mengejutkan bahawa bakteria boleh menggantikan dan membaiki semua bahagian mekanisme pendorongnya "sedang dalam perjalanan". Bayangkan anda berada di atas kapal terbang. Dan juruteknik menukar bilah motor yang sedang berjalan.
Flagella lwn Darwin
Enjin yang mampu berjalan pada kelajuan sehingga 60,000 rpm, dihidupkan sendiri dan hanya menggunakan karbohidrat (gula) sebagai bahan api, mempunyai peranti yang serupa dengan motor elektrik - mungkinkah peranti sedemikian telah berkembang?
Inilah soalan Michael Behe, PhD, yang ditanya pada dirinya pada tahun 1988. Beliau memperkenalkan ke dalam biologi konsep sistem tidak boleh dikurangkan - sistem di mana semua bahagiannya secara serentak diperlukan untuk memastikan operasinya, dan penyingkiransatu bahagian membawa kepada gangguan sepenuhnya fungsinya.
Dari sudut pandangan evolusi Darwin, semua perubahan struktur dalam badan berlaku secara beransur-ansur dan hanya yang berjaya dipilih melalui pemilihan semula jadi.
Kesimpulan M. Behe, yang dinyatakan dalam buku "Darwin's Black Box" (1996): enjin bakteria berbendera adalah sistem yang tidak boleh dibahagikan dengan lebih daripada 40 bahagian, dan ketiadaan sekurang-kurangnya satu akan menyebabkan ketidakfungsian sistem yang lengkap, yang bermaksud bahawa sistem ini tidak mungkin terhasil melalui pemilihan semula jadi.
Balm untuk Pencipta
Teori penciptaan seperti yang dikemukakan oleh saintis dan profesor biologi, dekan Fakulti Sains Biologi di Lehigh University of Bethlehem (AS) M. Behe dengan serta-merta menarik perhatian para menteri dan penyokong gereja teori asal usul kehidupan ilahi.
Pada tahun 2005, Behe malah menyaksikan tuntutan mahkamah di Amerika Syarikat, di mana Behe menjadi saksi daripada penyokong teori "reka bentuk pintar", yang menganggap pengenalan kajian penciptaan dalam sekolah Dover dalam kursus "Pada panda dan manusia." Proses itu hilang, pengajaran mata pelajaran seperti itu diakui bertentangan dengan perlembagaan semasa.
Tetapi perdebatan antara pencipta penciptaan dan evolusionis berterusan hari ini.
