Ang pag-unlad ng microbiology ay nagdala ng maraming pagtuklas sa mga nakalipas na dekada. At isa sa mga ito ay ang mga kakaibang paggalaw ng flagellated bacteria. Ang disenyo ng mga makina ng mga sinaunang organismong ito ay naging napaka-kumplikado at, ayon sa prinsipyo ng kanilang trabaho, ay ibang-iba sa flagella ng aming pinakamalapit na eukaryotic na kamag-anak ng protozoa. Ang makina ng flagellate bacterium ang naging pinakamainit na kontrobersya sa pagitan ng mga creationist at evolutionist. Tungkol sa bacteria, kanilang flagellar motor at marami pang iba - ang artikulong ito.
General biology
Upang magsimula, tandaan natin kung anong uri ng mga organismo sila at kung anong lugar ang kanilang sinasakop sa sistema ng organikong mundo sa ating planeta. Pinagsasama ng Bacteria domain ang malaking bilang ng mga unicellular prokaryotic (walang nabuong nucleus) na mga organismo.
Ang mga buhay na selulang ito ay lumitaw sa eksena ng buhay halos 4 na bilyong taon na ang nakalilipas at sila ang mga unang nanirahan sa planeta. Sila aymaaaring may iba't ibang hugis (cocci, rods, vibrios, spirochetes), ngunit karamihan sa mga ito ay flagella.
Saan nakatira ang bacteria? Kahit saan. Mayroong higit sa 5×1030 sa planeta. Mayroong tungkol sa 40 milyon sa kanila sa 1 gramo ng lupa, hanggang sa 39 trilyon ang nabubuhay sa ating katawan. Matatagpuan ang mga ito sa ilalim ng Mariana Trench, sa maiinit na "mga itim na naninigarilyo" sa ilalim ng mga karagatan, sa yelo ng Antarctica, at kasalukuyan kang mayroong hanggang 10 milyong bacteria sa iyong mga kamay.
Hindi maikakaila ang halaga
Sa kabila ng kanilang microscopic size (0.5-5 microns), ang kabuuang biomass nila sa Earth ay mas malaki kaysa sa biomass ng mga hayop at halaman na pinagsama. Ang kanilang papel sa sirkulasyon ng mga sangkap ay hindi mapapalitan, at ang kanilang mga pag-aari ng mga mamimili (mga sumisira ng organikong bagay) ay hindi nagpapahintulot sa planeta na masakop ng mga bundok ng mga bangkay.
At huwag kalimutan ang tungkol sa mga pathogens: salot, bulutong, syphilis, tuberculosis at marami pang ibang nakakahawang sakit ay sanhi rin ng bacteria.
Nakahanap ng aplikasyon ang bacteria sa aktibidad ng ekonomiya ng tao. Simula sa industriya ng pagkain (mga produkto ng sour-gatas, keso, adobo na gulay, inuming may alkohol), berdeng ekonomiya (biofuels at biogas) hanggang sa mga pamamaraan ng cell engineering at paggawa ng mga gamot (mga bakuna, serum, hormone, bitamina).
Pangkalahatang morpolohiya
Tulad ng nabanggit na, ang mga unicellular na kinatawan ng buhay na ito ay walang nucleus, ang kanilang namamana na materyal (mga molekula ng DNA sa anyo ng isang singsing) ay matatagpuan sa isang tiyak na lugar ng cytoplasm (nucleoid). Ang kanilang cell ay may plasma membrane atisang siksik na kapsula na nabuo ng peptidoglycan murein. Sa mga cell organelles, ang bacteria ay may mitochondria, maaaring may mga chloroplast at iba pang istruktura na may iba't ibang function.
Karamihan sa bacteria ay flagella. Ang masikip na kapsula sa ibabaw ng cell ay pumipigil sa kanila sa paglipat sa paligid sa pamamagitan ng pagpapalit ng cell mismo, tulad ng ginagawa ng amoeba. Ang kanilang flagella ay mga siksik na pormasyon ng protina na may iba't ibang haba at may diameter na halos 20 nm. Ang ilang bakterya ay may isang flagellum (monotrichous), habang ang iba ay may dalawa (amphitrichous). Minsan ang flagella ay nakaayos sa mga bundle (lophotrichous) o tinatakpan ang buong ibabaw ng cell (peritrichous).
Marami sa kanila ay nabubuhay bilang mga single cell, ngunit ang ilan ay bumubuo ng mga cluster (mga pares, chain, filament, hyphae).
Mga Tampok ng Paggalaw
Flagellar bacteria ay maaaring gumalaw sa iba't ibang paraan. Ang ilan ay sumusulong lamang, at nagbabago ng direksyon sa pamamagitan ng pagbagsak. Ang ilan ay may kakayahang kumikibot, habang ang iba ay gumagalaw sa pamamagitan ng pag-slide.
Bacterial flagella function hindi lamang bilang cellular "oar", ngunit maaari ding maging "boarding" tool.
Hanggang kamakailan, pinaniniwalaan na parang buntot ng ahas ang flagellum ng isang bacterium. Ipinakita ng mga kamakailang pag-aaral na ang flagellum ng bakterya ay mas kumplikado. Ito ay gumagana tulad ng isang turbine. Naka-attach sa drive, umiikot ito sa isang direksyon. Ang drive, o flagellar motor ng bacteria, ay isang kumplikadong molecular structure na gumagana tulad ng isang kalamnan. Na may pagkakaiba na ang kalamnan ay dapat mag-relax pagkatapos ng contraction, at ang bacterial motor ay patuloy na gumagana.
Nanomechanism ng flagellum
Nang hindi pinag-aaralan ang biochemistry ng paggalaw, napapansin namin na hanggang 240 na protina ang kasangkot sa paglikha ng flagellum drive, na nahahati sa 50 molecular component na may partikular na function sa system.
Sa propulsion system na ito ng bacteria, mayroong rotor na gumagalaw at stator na nagbibigay ng paggalaw na ito. May drive shaft, bushing, clutch, brakes at accelerators
Ang miniature engine na ito ay nagbibigay-daan sa isang bacterium na maglakbay ng 35 beses sa sarili nitong laki sa loob lamang ng 1 segundo. Kasabay nito, ang gawa mismo ng flagellum, na gumagawa ng 60 libong rebolusyon kada minuto, ang katawan ay gumugugol lamang ng 0.1% ng lahat ng enerhiya na kinokonsumo ng cell.
Nakakagulat din na kayang palitan at ayusin ng bacterium ang lahat ng bahagi ng mekanismo ng pagpapaandar nito "on the go". Isipin mo na lang na nasa eroplano ka. At pinapalitan ng mga technician ang blades ng tumatakbong motor.
Flagella vs Darwin
Isang makina na kayang tumakbo sa bilis na hanggang 60,000 rpm, self-starting at gumagamit lang ng carbohydrates (asukal) bilang panggatong, na may device na katulad ng electric motor - nag-evolve kaya ang ganoong device?
Ito ang tanong ni Michael Behe, PhD, sa kanyang sarili noong 1988. Ipinakilala niya sa biology ang konsepto ng isang hindi mababawasang sistema - isang sistema kung saan ang lahat ng bahagi nito ay sabay-sabay na kinakailangan upang matiyak ang operasyon nito, at ang pagtanggal ng kahit naang isang bahagi ay humahantong sa ganap na pagkagambala sa paggana nito.
Mula sa pananaw ng ebolusyon ni Darwin, lahat ng pagbabago sa istruktura sa katawan ay unti-unting nangyayari at ang mga matagumpay lamang ang pinipili sa pamamagitan ng natural selection.
Mga konklusyon ni M. Behe, na itinakda sa aklat na "Darwin's Black Box" (1996): ang makina ng isang flagellated bacterium ay isang hindi mahahati na sistema ng higit sa 40 bahagi, at ang kawalan ng hindi bababa sa isa ay hahantong sa isang kumpletong hindi paggana ng system, na nangangahulugan na ang sistemang ito ay hindi maaaring mangyari sa pamamagitan ng natural selection.
Balm para sa mga Creationist
Ang teorya ng paglikha na ipinakita ng siyentipiko at propesor ng biology, dekano ng Faculty of Biological Sciences sa Lehigh University of Bethlehem (USA) M. Behe ay agad na nakakuha ng atensyon ng mga ministro ng simbahan at mga tagasuporta ng ang teorya ng banal na pinagmulan ng buhay.
Noong 2005, nasaksihan pa ni Behe ang isang demanda sa Estados Unidos, kung saan saksi si Behe mula sa mga tagasuporta ng teorya ng "matalinong disenyo", na isinasaalang-alang ang pagpapakilala ng pag-aaral ng creationism sa mga paaralan ng Dover sa kursong "Sa mga panda at mga tao." Nawala ang proseso, kinilala ang pagtuturo ng naturang paksa na taliwas sa kasalukuyang konstitusyon.
Ngunit ang debate sa pagitan ng mga creationist at evolutionist ay nagpapatuloy ngayon.
