Mikrobioloģijas attīstība pēdējo desmitgažu laikā ir nesusi daudzus atklājumus. Un viena no tām ir kažokādu baktēriju kustības īpatnības. Šo seno organismu dzinēju dizains izrādījās ļoti sarežģīts un saskaņā ar to darbības principu ļoti atšķiras no mūsu tuvāko vienšūņu eikariotu radinieku karogiem. Flagellate baktērijas dzinējspēks ir bijis karstākais strīds starp kreacionistiem un evolucionistiem. Par baktērijām, to karogdzinējiem un daudz ko citu - šis raksts.
Vispārīgā bioloģija
Sākumā atcerēsimies, kādi organismi tie ir un kādu vietu tie ieņem mūsu planētas organiskās pasaules sistēmā. Baktēriju domēns apvieno milzīgu skaitu vienšūnu prokariotu (bez izveidota kodola) organismu.
Šīs dzīvās šūnas parādījās uz dzīvības skatuves gandrīz pirms 4 miljardiem gadu un bija pirmie planētas iemītnieki. Viņi irvar būt dažādas formas (koki, stieņi, vibrio, spirohetas), taču lielākā daļa no tām ir flagellas.
Kur dzīvo baktērijas? Visur. Uz planētas ir vairāk nekā 5×1030. 1 gramā augsnes ir aptuveni 40 miljoni to, mūsu ķermenī dzīvo līdz 39 triljoniem. Tos var atrast Marianas tranšejas dibenā, karstos "melnos smēķētājus" okeānu dibenā, Antarktīdas ledū, un pašlaik jūsu rokās ir līdz pat 10 miljoniem baktēriju.
Vērtība ir nenoliedzama
Neskatoties uz to mikroskopisko izmēru (0,5–5 mikroni), to kopējā biomasa uz Zemes ir lielāka nekā dzīvnieku un augu biomasa kopā. To loma vielu apritē ir neaizstājama, un to patērētāju (organisko vielu iznīcinātāju) īpašības neļauj planētu pārklāt ar līķu kalniem.
Un neaizmirstiet par patogēniem: mēri, bakas, sifilisu, tuberkulozi un daudzas citas infekcijas slimības izraisa arī baktērijas.
Baktērijas ir atradušas pielietojumu cilvēka saimnieciskajā darbībā. Sākot no pārtikas rūpniecības (rūgušpiena produkti, sieri, marinēti dārzeņi, alkoholiskie dzērieni), zaļās ekonomikas (biodegviela un biogāze) līdz šūnu inženierijas metodēm un zāļu (vakcīnas, serumi, hormoni, vitamīni) ražošanai.
Vispārējā morfoloģija
Kā jau minēts, šiem vienšūnu dzīvības pārstāvjiem nav kodola, to iedzimtais materiāls (DNS molekulas gredzena formā) atrodas noteiktā citoplazmas (nukleoīda) zonā. Viņu šūnai ir plazmas membrāna unblīva kapsula, ko veido peptidoglikāna mureīns. No šūnu organellām baktērijām ir mitohondriji, var būt hloroplasti un citas struktūras ar dažādām funkcijām.
Lielākā daļa baktēriju ir flagellas. Cieši esošā kapsula uz šūnas virsmas neļauj tām pārvietoties, mainot pašu šūnu, kā to dara amēba. Viņu flagellas ir blīvi dažāda garuma proteīnu veidojumi, kuru diametrs ir aptuveni 20 nm. Dažām baktērijām ir viens flagellum (monotrichous), bet citām ir divi (amfitrichous). Dažreiz flagellas ir sakārtotas saišķos (lophotrichous) vai pārklāj visu šūnas virsmu (peritrichous).
Daudzas no tām dzīvo kā atsevišķas šūnas, bet dažas veido kopas (pārus, ķēdes, pavedienus, hifus).
Kustību funkcijas
Flagellārās baktērijas var pārvietoties dažādos veidos. Daži virzās tikai uz priekšu un maina virzienu, krītot. Daži var raustīties, bet citi pārvietojas, slīdot.
Baktēriju flagellas darbojas ne tikai kā šūnu "aivis", bet var būt arī "iekāpšanas" rīks.
Vēl nesen tika uzskatīts, ka baktērijas karogs vicinās kā čūskai aste. Nesenie pētījumi liecina, ka baktēriju kauliņš ir daudz sarežģītāks. Tas darbojas kā turbīna. Piestiprināts pie piedziņas, tas griežas vienā virzienā. Baktēriju piedziņa jeb flagellars motors ir sarežģīta molekulāra struktūra, kas darbojas kā muskuļi. Ar atšķirību, ka muskuļiem pēc kontrakcijas ir jāatslābinās, un baktēriju motors darbojas pastāvīgi.
Zogiņa nanomehānisms
Neiedziļinoties kustību bioķīmijā, atzīmējam, ka flagellum piedziņas izveidē ir iesaistīti līdz pat 240 proteīniem, kas sadalīti 50 molekulāros komponentos ar noteiktu funkciju sistēmā.
Šajā baktēriju piedziņas sistēmā ir rotors, kas kustas, un stators, kas nodrošina šo kustību. Ir piedziņas vārpsta, bukse, sajūgs, bremzes un akseleratori
Šis miniatūrais dzinējs ļauj baktērijai pārvietoties 35 reizes lielākas par tās izmēru tikai 1 sekundē. Tajā pašā laikā, darbojoties pašam karogam, kas veic 60 tūkstošus apgriezienu minūtē, ķermenis tērē tikai 0,1% no visas šūnas patērētās enerģijas.
Pārsteidz arī tas, ka baktērija var nomainīt un salabot visas tās piedziņas mehānisma daļas "ceļā". Iedomājieties, ka atrodaties lidmašīnā. Un tehniķi maina darbojoša motora asmeņus.
Flagella pret Darvinu
Dzinējs, kas spēj darboties ar ātrumu līdz 60 000 apgr./min, pats iedarbinās un kā degvielu izmanto tikai ogļhidrātus (cukuru), kuram ir elektromotoram līdzīga ierīce - vai šāda ierīce varētu būt attīstījusies?
Šo jautājumu 1988. gadā sev uzdeva doktors Maikls Behe. Viņš bioloģijā ieviesa nesamazināmas sistēmas jēdzienu - sistēmu, kurā visas tās daļas ir vienlaikus nepieciešamas, lai nodrošinātu tās darbību, un vienmērīgu atdalīšanu.viena daļa izraisa pilnīgu tās darbības traucējumu.
No Darvina evolūcijas viedokļa visas strukturālās izmaiņas organismā notiek pakāpeniski, un tikai veiksmīgās tiek atlasītas dabiskās atlases ceļā.
M. Behes secinājumi, kas izklāstīti grāmatā "Darvina melnā kaste" (1996): kažokādas baktērijas dzinējs ir nedalāma sistēma, kas sastāv no vairāk nekā 40 daļām, un vismaz vienas daļas trūkums novedīs pie pilnīga sistēmas nefunkcionalitāte, kas nozīmē, ka šī sistēma nav varējusi rasties dabiskās atlases ceļā.
Balzams kreacionistiem
Radīšanas teorija, ko iepazīstināja zinātnieks un bioloģijas profesors, Betlēmes Lehigas universitātes (ASV) Bioloģijas zinātņu fakultātes dekāns M. Behe, nekavējoties piesaistīja baznīcas kalpotāju un atbalstītāju uzmanību. teorija par dzīvības dievišķo izcelsmi.
2005. gadā Behe pat bija liecinieks tiesas prāvai Amerikas Savienotajās Valstīs, kur Behe bija liecinieks no "inteliģentā dizaina" teorijas piekritējiem, kas apsvēra kreacionisma pētījuma ieviešanu Doveras skolas kursā "Par pandām un cilvēkiem". Process tika zaudēts, šāda priekšmeta mācīšana tika atzīta par pretēju spēkā esošajai konstitūcijai.
Bet diskusijas starp kreacionistiem un evolucionistiem turpinās arī šodien.
