Mikrobiologian kehitys on tuonut viime vuosikymmeninä monia löytöjä. Ja yksi niistä on leimautuneiden bakteerien liikkumisen erityispiirteet. Näiden muinaisten organismien moottoreiden suunnittelu osoittautui erittäin monimutkaiseksi ja heidän työnsä periaatteen mukaan eroaa hyvin paljon lähimpien alkueläinten eukaryoottisten sukulaistemme siimoista. Siimabakteerin moottori on ollut kuumin kiista kreationistien ja evolutionistien välillä. Tietoja bakteereista, niiden lippumoottoreista ja paljon muuta - tämä artikkeli.
Yleinen biologia
Muistataanpa aluksi, millaisia organismeja ne ovat ja minkä paikan heillä on planeettamme orgaanisen maailman järjestelmässä. Bakteeridomeeni yhdistää v altavan määrän yksisoluisia prokaryoottisia (ilman muodostunutta ydintä) organismeja.
Nämä elävät solut ilmestyivät elämän näyttämölle lähes 4 miljardia vuotta sitten ja olivat planeetan ensimmäisiä uudisasukkaita. He ovatvoivat olla eri muotoisia (kokit, sauvat, vibriot, spirokeetat), mutta suurin osa niistä on siimat.
Missä bakteerit elävät? Kaikkialla. Planeetalla on yli 5×1030. Niitä on noin 40 miljoonaa 1 grammassa maaperää, ja jopa 39 biljoonaa elää kehossamme. Ne löytyvät Mariana-haudon pohj alta, kuumista "mustista tupakoitsijoista" v altamerten pohj alta, Etelämantereen jäästä, ja käsissäsi on tällä hetkellä jopa 10 miljoonaa bakteeria.
Arvo on kiistaton
Mikroskopisesta koostaan (0,5–5 mikronia) huolimatta niiden kokonaisbiomassa maan päällä on suurempi kuin eläinten ja kasvien biomassa yhteensä. Niiden rooli aineiden kierrossa on korvaamaton, eivätkä niiden kuluttajaominaisuudet (orgaanisen aineen tuhoajat) salli planeetan peittyä ruumisvuorilla.
Eikä unohda taudinaiheuttajia: rutto, isorokko, kuppa, tuberkuloosi ja monet muut tartuntataudit ovat myös bakteerien aiheuttamia.
Bakteereille on löydetty käyttöä ihmisen taloudellisessa toiminnassa. Alkaen elintarviketeollisuudesta (hapanmaitotuotteet, juustot, suolakurkkuvihannekset, alkoholijuomat), vihreästä taloudesta (biopolttoaineet ja biokaasu) solutekniikan menetelmiin ja lääkkeiden tuotantoon (rokotteet, seerumit, hormonit, vitamiinit).
Yleinen morfologia
Kuten jo mainittiin, näillä elämän yksisoluisilla edustajilla ei ole ydintä, niiden perinnöllinen materiaali (DNA-molekyylit renkaan muodossa) sijaitsee tietyllä sytoplasman alueella (nukleoidi). Heidän solussaan on plasmakalvo jatiheä kapseli, jonka muodostaa peptidoglykaani-mureiini. Soluorganelleista bakteereissa on mitokondrioita, niissä voi olla kloroplasteja ja muita rakenteita, joilla on erilaisia toimintoja.
Useimmat bakteerit ovat flagellaa. Solun pinnalla oleva tiukka kapseli estää niitä liikkumasta vaihtamalla itse solua, kuten ameeba tekevät. Niiden siimot ovat tiheitä eripituisia proteiinimuodostelmia, joiden halkaisija on noin 20 nm. Joillakin bakteereilla on yksi siima (monotrichous), kun taas toisilla on kaksi (amphitrichous). Joskus flagellat ovat nipuissa (lophotrichous) tai peittävät koko solun pinnan (peritrichous).
Monet heistä elävät yksittäisinä soluina, mutta jotkut muodostavat klustereita (pareja, ketjuja, filamentteja, hyyfiä).
Liikeominaisuudet
Lippubakteerit voivat liikkua eri tavoin. Jotkut liikkuvat vain eteenpäin ja muuttavat suuntaa kaatumalla. Jotkut pystyvät nykimään, kun taas toiset liikkuvat liu'uttamalla.
Bakterisiima ei toimi vain solujen "airona", vaan se voi olla myös "lennolle pääsy" työkalu.
Viime aikoihin asti uskottiin, että bakteerin siima heiluu kuin käärmeen häntä. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että bakteerien siima on paljon monimutkaisempi. Se toimii kuin turbiini. Kiinnitetty asemaan, se pyörii yhteen suuntaan. Bakteerien vetovoima eli flagellarimoottori on monimutkainen molekyylirakenne, joka toimii kuin lihas. Sillä erolla, että lihasten täytyy rentoutua supistumisen jälkeen ja bakteerimoottori toimii jatkuvasti.
Siimon nanomekanismi
Sukeutumatta liikkeen biokemiaan, huomaamme, että jopa 240 proteiinia osallistuu siimapään luomiseen, jotka on jaettu 50 molekyylikomponenttiin, joilla on tietty tehtävä järjestelmässä.
Tässä bakteerien propulsiojärjestelmässä on roottori, joka liikkuu, ja staattori, joka antaa tämän liikkeen. Siellä on vetoakseli, holkki, kytkin, jarrut ja kaasupolkimet
Tämä pienoismoottori antaa bakteerin kulkea 35 kertaa oman kokonsa verran vain yhdessä sekunnissa. Samaan aikaan itse siima, joka tekee 60 tuhatta kierrosta minuutissa, käyttää vain 0,1% kaikesta solun kuluttamasta energiasta.
On myös yllättävää, että bakteeri voi korvata ja korjata kaikki propulsiomekanisminsa osat "liikkeellä". Kuvittele vain olevasi lentokoneessa. Ja teknikot vaihtavat käynnissä olevan moottorin terät.
Flagella vs Darwin
Moottori, joka pystyy käymään jopa 60 000 rpm:n nopeudella, käynnistyy itsestään ja käyttää polttoaineena vain hiilihydraatteja (sokeria), jolla on sähkömoottoria muistuttava laite – olisiko tällainen laite voinut kehittyä?
Tämän kysymyksen tohtori Michael Behe esitti itselleen vuonna 1988. Hän esitteli biologiaan pelkistymättömän järjestelmän käsitteen - järjestelmän, jossa kaikki sen osat ovat samanaikaisesti välttämättömiä sen toiminnan varmistamiseksi ja jopa järjestelmän poistamiseksi.yksi osa johtaa sen toiminnan täydelliseen häiriintymiseen.
Darwinin evoluution näkökulmasta kaikki kehon rakenteelliset muutokset tapahtuvat vähitellen ja vain onnistuneet valitaan luonnonvalinnan avulla.
M. Behen johtopäätökset, jotka esitetään kirjassa "Darwin's Black Box" (1996): Siimabakteerin moottori on jakamaton järjestelmä, jossa on yli 40 osaa, ja vähintään yhden puuttuminen johtaa järjestelmän täydellinen toimimattomuus, mikä tarkoittaa, että tämä järjestelmä ei olisi voinut syntyä luonnollisen valinnan kautta.
Balsami kreationisteille
Tieteilijan ja biologian professorin, Lehigh University of Bethlehemin (USA) biologisten tieteiden tiedekunnan dekaanin M. Behen esittämä luomisteoria herätti välittömästi kirkon ministereiden ja järjestön kannattajien huomion. teoria elämän jumalallisesta alkuperästä.
Vuonna 2005 Behe todisti jopa oikeusjutun Yhdysvalloissa, jossa Behe oli todistaja "älykkään suunnittelun" teorian kannattajilta, jotka harkitsivat kreationismin tutkimuksen käyttöönottoa Doverin koulut kurssilla "Pandoista ja ihmisistä". Prosessi menetettiin, tällaisen aineen opetus tunnustettiin nykyisen perustuslain vastaiseksi.
Mutta keskustelu kreationistien ja evolutionistien välillä jatkuu tänään.
