Die ontwikkeling van mikrobiologie het die afgelope dekades baie ontdekkings meegebring. En een van hulle is die eienaardighede van die beweging van gevlagde bakterieë. Die ontwerp van die enjins van hierdie antieke organismes blyk baie kompleks te wees en is volgens die beginsel van hul werk baie anders as die flagella van ons naaste eukariotiese familielede van die protosoë. Die enjin van die flagellaat-bakterie was die warmste kontroversie tussen kreasioniste en evolusioniste. Oor bakterieë, hul vlagmotors en nog baie meer - hierdie artikel.
Algemene biologie
Om mee te begin, laat ons onthou watter soort organismes hulle is en watter plek hulle in die stelsel van die organiese wêreld op ons planeet inneem. Die Bakteriedomein verenig 'n groot aantal eensellige prokariotiese (sonder 'n gevormde kern) organismes.
Hierdie lewende selle het amper 4 miljard jaar gelede op die toneel van lewe verskyn en was die eerste setlaars van die planeet. Hulle iskan verskillende vorms hê (kokke, stokke, vibrio's, spirochetes), maar die meeste van hulle is flagella.
Waar leef bakterieë? Oral. Daar is meer as 5×1030 op die planeet. Daar is ongeveer 40 miljoen van hulle in 1 gram grond, tot 39 biljoen leef in ons liggaam. Hulle kan gevind word op die bodem van die Mariana-sloot, in warm "swart rokers" op die bodem van die oseane, in die ys van Antarktika, en jy het tans tot 10 miljoen bakterieë op jou hande.
Die waarde is onmiskenbaar
Ondanks hul mikroskopiese grootte (0,5-5 mikron), is hul totale biomassa op aarde groter as die biomassa van diere en plante saam. Hul rol in die sirkulasie van stowwe is onvervangbaar, en hul eienskappe van verbruikers (vernietigers van organiese materiaal) laat nie toe dat die planeet met berge lyke bedek word nie.
En moenie van patogene vergeet nie: pes, pokke, sifilis, tuberkulose en baie ander aansteeklike siektes word ook deur bakterieë veroorsaak.
Bakterieë het toepassing gevind in menslike ekonomiese aktiwiteit. Vanaf die voedselindustrie (suurmelkprodukte, kase, ingelegde groente, alkoholiese drank), die groen ekonomie (biobrandstof en biogas) tot sel-ingenieursmetodes en die vervaardiging van dwelms (entstowwe, serums, hormone, vitamiene).
Algemene morfologie
Soos reeds genoem, het hierdie eensellige verteenwoordigers van lewe nie 'n kern nie, hul oorerflike materiaal (DNS-molekules in die vorm van 'n ring) is in 'n sekere area van die sitoplasma (nukleoïed) geleë. Hulle sel het 'n plasmamembraan en'n digte kapsule wat deur die peptidoglikaan mureïen gevorm word. Van die selorganelle het bakterieë mitochondria, daar kan chloroplaste en ander strukture met verskeie funksies wees.
Die meeste bakterieë is flagella. Die stywe kapsule op die oppervlak van die sel verhoed dat hulle rondbeweeg deur die sel self te verander, soos amoeba doen. Hul flagella is digte proteïenformasies van verskillende lengtes en 'n deursnee van ongeveer 20 nm. Sommige bakterieë het 'n enkele flagellum (eenvoudig), terwyl ander twee (amfietrig) het. Soms word flagella in bondels gerangskik (lophotrich) of bedek die hele oppervlak van die sel (peritrich).
Baie van hulle leef as enkelselle, maar sommige vorm trosse (pare, kettings, filamente, hifes).
Bewegingskenmerke
Flagellêre bakterieë kan op verskillende maniere beweeg. Sommige beweeg net vorentoe, en verander van rigting deur te tuimel. Sommige is in staat om te ruk, terwyl ander beweeg deur te gly.
Bakteriese flagella funksioneer nie net as 'n sellulêre "roeiaar" nie, maar kan ook 'n "boarding"-instrument wees.
Tot onlangs was daar geglo dat die flagellum van 'n bakterie soos 'n slang se stert swaai. Onlangse studies het getoon dat die flagellum van bakterieë baie meer ingewikkeld is. Dit werk soos 'n turbine. Geheg aan die aandrywer, dit draai in een rigting. Die dryfkrag, of flagellêre motor van bakterieë, is 'n komplekse molekulêre struktuur wat soos 'n spier werk. Met die verskil dat die spier na sametrekking moet ontspan, en die bakteriële motor werk voortdurend.
Nanomeganisme van die flagellum
Sonder om in die biochemie van beweging te delf, neem ons kennis dat tot 240 proteïene betrokke is by die skepping van die flagellum-aandrywing, wat in 50 molekulêre komponente met 'n spesifieke funksie in die sisteem verdeel word.
In hierdie aandrywingstelsel van bakterieë is daar 'n rotor wat beweeg en 'n stator wat hierdie beweging verskaf. Daar is 'n dryfas, bus, koppelaar, remme en versnellers
Hierdie miniatuurenjin laat 'n bakterie in net 1 sekonde 35 keer sy eie grootte beweeg. Terselfdertyd, die werk van die flagellum self, wat 60 duisend omwentelinge per minuut maak, spandeer die liggaam slegs 0,1% van al die energie wat die sel verbruik.
Dit is ook verbasend dat die bakterie al die dele van sy aandrywingsmeganisme “onderweg” kan vervang en herstel. Verbeel jou net dat jy op 'n vliegtuig is. En tegnici verander die lemme van 'n lopende motor.
Flagella vs Darwin
'n Enjin wat in staat is om teen snelhede tot 60 000 rpm te loop, selfaanskakel en slegs koolhidrate (suiker) as brandstof gebruik, met 'n toestel soortgelyk aan 'n elektriese motor - kon so 'n toestel ontwikkel het?
Dit is die vraag wat Michael Behe, PhD, homself in 1988 gevra het. Hy het die konsep van 'n onherleibare stelsel in die biologie bekendgestel - 'n stelsel waarin al sy dele gelyktydig nodig is om die werking daarvan te verseker, en die verwydering van selfseen deel lei tot 'n algehele ontwrigting van sy funksionering.
Vanuit die oogpunt van Darwin se evolusie vind alle strukturele veranderinge in die liggaam geleidelik plaas en slegs suksesvolles word deur natuurlike seleksie geselekteer.
M. Behe se gevolgtrekkings, uiteengesit in die boek "Darwin's Black Box" (1996): die enjin van 'n gevlageerde bakterie is 'n ondeelbare stelsel van meer as 40 dele, en die afwesigheid van ten minste een sal lei tot 'n volledige nie-funksionaliteit van die stelsel, wat beteken dat hierdie stelsel nie deur natuurlike seleksie tot stand kon gekom het nie.
Balsem vir kreasioniste
Die skeppingsteorie soos aangebied deur die wetenskaplike en professor in biologie, dekaan van die Fakulteit Biologiese Wetenskappe aan die Lehigh Universiteit van Bethlehem (VSA) M. Behe het onmiddellik die aandag getrek van kerkpredikante en ondersteuners van die teorie van die goddelike oorsprong van lewe.
In 2005 het Behe selfs 'n regsgeding in die Verenigde State aanskou, waar Behe 'n getuie was van die ondersteuners van die teorie van "intelligente ontwerp", wat die bekendstelling van die studie van kreasionisme in die skole van Dover in die kursus "Op pandas en mense." Die proses het verlore gegaan, die onderrig van so 'n vak is erken as strydig met die huidige grondwet.
Maar die debat tussen kreasioniste en evolusioniste duur vandag voort.
