Mikrobiyolojinin gelişimi, son yıllarda birçok keşif getirdi. Ve bunlardan biri, kamçılı bakterilerin hareketinin özellikleridir. Bu eski organizmaların motorlarının tasarımının çok karmaşık olduğu ortaya çıktı ve çalışmalarının prensibine göre, protozoonların en yakın ökaryotik akrabalarımızın flagellalarından çok farklı. Kamçılı bakterinin motoru, yaratılışçılar ve evrimciler arasındaki en sıcak tartışma olmuştur. Bakteriler, kamçı motorları ve çok daha fazlası hakkında - bu makale.
Genel biyoloji
Başlamak için, ne tür organizmalar olduklarını ve gezegenimizdeki organik dünya sisteminde hangi yeri işgal ettiklerini hatırlayalım. Bakteri alanı, çok sayıda tek hücreli prokaryotik (çekirdeği oluşmamış) organizmaları birleştirir.
Yaşam sahnesine yaklaşık 4 milyar yıl önce çıkan bu canlı hücreler, gezegenin ilk yerleşimcileriydi. Bunlarçeşitli şekillerde olabilir (koklar, çubuklar, vibriolar, spiroketler), ancak çoğu kamçılıdır.
Bakteriler nerede yaşar? Her yer. Gezegende 5×1030'dan fazla var. 1 gram toprakta yaklaşık 40 milyonu var, vücudumuzda 39 trilyona kadar yaşıyor. Mariana Çukuru'nun dibinde, okyanusların dibindeki sıcak "siyah sigara içenlerde", Antarktika'nın buzunda bulunabilirler ve şu anda elinizde 10 milyona kadar bakteri var.
Değer inkar edilemez
Mikroskobik boyutlarına (0,5-5 mikron) rağmen, Dünya'daki toplam biyokütleleri, hayvanların ve bitkilerin toplam biyokütlesinden daha fazladır. Maddelerin dolaşımındaki rolleri yeri doldurulamaz ve tüketici özellikleri (organik madde yok edicileri) gezegenin ceset dağlarıyla kaplanmasına izin vermez.
Patojenleri de unutmayın: veba, çiçek hastalığı, frengi, tüberküloz ve diğer birçok bulaşıcı hastalığa da bakteriler neden olur.
Bakteriler, insan ekonomik faaliyetlerinde uygulama bulmuştur. Gıda endüstrisinden (ekşi süt ürünleri, peynirler, salamura sebzeler, alkollü içecekler), yeşil ekonomiden (biyoyakıtlar ve biyogaz) hücre mühendisliği yöntemlerine ve ilaç üretimine (aşılar, serumlar, hormonlar, vitaminler) kadar.
Genel morfoloji
Daha önce de belirtildiği gibi, yaşamın bu tek hücreli temsilcilerinin bir çekirdeği yoktur, kalıtsal materyalleri (halka şeklindeki DNA molekülleri) sitoplazmanın (nükleoid) belirli bir bölgesinde bulunur. Hücrelerinin bir plazma zarı vardır vepeptidoglikan murein tarafından oluşturulan yoğun bir kapsül. Hücre organellerinden bakterilerin mitokondrileri vardır, kloroplastlar ve çeşitli işlevleri olan başka yapılar olabilir.
Çoğu bakteri kamçılıdır. Hücrenin yüzeyindeki sıkı kapsül, amiplerin yaptığı gibi hücrenin kendisini değiştirerek hareket etmelerini engeller. Flagellaları, çeşitli uzunluklarda ve yaklaşık 20 nm çapında yoğun protein oluşumlarıdır. Bazı bakterilerde tek bir flagellum (monotrik) bulunurken, diğerlerinde iki (amfitrik) bulunur. Bazen flagella demetler halinde düzenlenir (lophotricous) veya hücrenin tüm yüzeyini kaplar (peritriköz).
Birçoğu tek hücre olarak yaşar, ancak bazıları kümeler (çiftler, zincirler, filamentler, hifler) oluşturur.
Hareket Özellikleri
Flagellar bakteriler farklı şekillerde hareket edebilir. Bazıları sadece ileriye doğru hareket eder ve yuvarlanarak yön değiştirir. Bazıları seğirebilir, bazıları ise kayarak hareket edebilir.
Bakteri kamçısı yalnızca hücresel bir "kürek" işlevi görmez, aynı zamanda bir "biniş" aracı da olabilir.
Yakın zamana kadar, bir bakterinin kamçısının bir yılanın kuyruğu gibi sallandığına inanılıyordu. Son çalışmalar, bakteri kamçısının çok daha karmaşık olduğunu göstermiştir. Türbin gibi çalışır. Sürücüye bağlı olarak tek yönde döner. Bakterilerin tahriki veya flagellar motoru, bir kas gibi çalışan karmaşık bir moleküler yapıdır. Fark ile kasın kasılmadan sonra gevşemesi gerekir ve bakteriyel motor sürekli çalışır.
kamçının nanomekanizması
Hareket biyokimyasına girmeden, sistemde belirli bir işleve sahip 50 moleküler bileşene ayrılan flagellum sürücüsünün oluşturulmasında 240'a kadar proteinin rol oynadığını not ediyoruz.
Bakterilerin bu tahrik sisteminde hareket eden bir rotor ve bu hareketi sağlayan bir stator vardır. Bir tahrik mili, burç, debriyaj, frenler ve gaz pedalları var
Bu minyatür motor, bir bakterinin sadece 1 saniyede kendi boyutunun 35 katı seyahat etmesini sağlar. Aynı zamanda dakikada 60 bin devir yapan kamçının kendi çalışmasıyla vücut, hücrenin tükettiği tüm enerjinin sadece %0,1'ini harcar.
Bakterinin "hareket halindeyken" tahrik mekanizmasının tüm parçalarını değiştirip onarabilmesi de şaşırtıcı. Sadece bir uçakta olduğunuzu hayal edin. Ve teknisyenler, çalışan bir motorun kanatlarını değiştirir.
Flagella vs Darwin
60.000 rpm'ye kadar hızlarda çalışabilen, kendi kendine çalışan ve yakıt olarak sadece karbonhidrat (şeker) kullanan, elektrik motoruna benzer bir cihaza sahip bir motor - böyle bir cihaz evrimleşmiş olabilir mi?
Doktora Michael Behe'nin 1988'de kendine sorduğu soru bu. Biyolojiye indirgenemez bir sistem kavramını tanıttı - işleyişini sağlamak için tüm parçalarının aynı anda gerekli olduğu bir sistem ve hattabir parça, işleyişinin tamamen bozulmasına yol açar.
Darwin'in evrimi açısından, vücuttaki tüm yapısal değişiklikler yavaş yavaş meydana gelir ve sadece başarılı olanlar doğal seleksiyonla seçilir.
M. Behe'nin "Darwin'in Kara Kutusu" (1996) kitabında belirtilen sonuçları: kamçılı bir bakterinin motoru, 40'tan fazla parçadan oluşan bölünmez bir sistemdir ve en az birinin yokluğu, sistemin tamamen işlevsizliği, yani bu sistem doğal seleksiyon yoluyla ortaya çıkmış olamaz.
Yaratılışçılar için Balsam
Bethlehem Lehigh Üniversitesi (ABD) Biyolojik Bilimler Fakültesi dekanı bilim adamı ve biyoloji profesörü M. Behe'nin sunduğu şekliyle yaratılış teorisi, hemen kilise bakanlarının ve din destekçilerinin dikkatini çekti. yaşamın ilahi kökeni teorisi.
2005'te Behe, Amerika Birleşik Devletleri'nde yaratılışçılık çalışmasının başlatılmasını düşünen "akıllı tasarım" teorisinin destekçilerinin tanık olduğu bir davaya bile tanık oldu. Dover okulları "Pandalar ve İnsanlar Üzerine" kursunda. Süreç kaybedildi, böyle bir konunun öğretilmesi mevcut anayasaya aykırı olarak kabul edildi.
Ama yaratılışçılar ve evrimciler arasındaki tartışma bugün de devam ediyor.
