جلب تطور علم الأحياء الدقيقة العديد من الاكتشافات في العقود الأخيرة. وإحدى هذه الخصائص المميزة لحركة البكتيريا الجلدية. تبين أن تصميم محركات هذه الكائنات الحية القديمة معقد للغاية ، ووفقًا لمبدأ عملها ، يختلف تمامًا عن سوط أقرب أقربائنا من حقيقيات النوى من البروتوزوا. كان محرك البكتيريا السوطية أكثر الجدل سخونة بين الخلقيين وأنصار التطور. حول البكتيريا ومحركاتها السوطية وغير ذلك الكثير - هذه المقالة.
علم الأحياء العام
بادئ ذي بدء ، دعونا نتذكر أي نوع من الكائنات الحية والمكان الذي يشغلونه في نظام العالم العضوي على كوكبنا. يوحد مجال البكتيريا عددًا كبيرًا من الكائنات بدائية النواة أحادية الخلية (بدون نواة مشكلة).
ظهرت هذه الخلايا الحية على مسرح الحياة منذ ما يقرب من 4 مليارات سنة وكانت أول المستوطنين على هذا الكوكب. هم انهميمكن أن تكون بأشكال مختلفة (cocci ، و rods ، و vibrios ، و spirochetes) ، لكن معظمها سوط.
أين تعيش البكتيريا؟ في كل مكان. يوجد أكثر من 5 × 1030على هذا الكوكب. يوجد حوالي 40 مليون منهم في 1 جرام من التربة ، ويعيش ما يصل إلى 39 تريليون في أجسامنا. يمكن العثور عليها في الجزء السفلي من خندق ماريانا ، في "المدخنين السود" الحار في قاع المحيطات ، في جليد القارة القطبية الجنوبية ، ولديك حاليًا ما يصل إلى 10 ملايين بكتيريا على يديك.
القيمة لا يمكن إنكارها
على الرغم من حجمها المجهري (0.5-5 ميكرون) ، فإن إجمالي كتلتها الحيوية على الأرض أكبر من الكتلة الحيوية للحيوانات والنباتات مجتمعة. دورهم في تداول المواد لا يمكن الاستغناء عنه ، وخصائصهم للمستهلكين (مدمرات المواد العضوية) لا تسمح بتغطية الكوكب بجبال من الجثث.
ولا تنس مسببات الأمراض: الطاعون والجدري والزهري والسل والعديد من الأمراض المعدية الأخرى التي تسببها البكتيريا أيضًا.
وجدت البكتيريا تطبيقًا في النشاط الاقتصادي البشري. بدءاً من صناعة المواد الغذائية (منتجات اللبن الزبادي ، الأجبان ، الخضار المخللة ، المشروبات الكحولية) ، الاقتصاد الأخضر (الوقود الحيوي والغاز الحيوي) إلى أساليب هندسة الخلايا وإنتاج الأدوية (اللقاحات والأمصال والهرمونات والفيتامينات).
الصرف العام
كما ذكرنا سابقًا ، هؤلاء الممثلون أحادي الخلية للحياة ليس لديهم نواة ، حيث توجد موادهم الوراثية (جزيئات الحمض النووي على شكل حلقة) في منطقة معينة من السيتوبلازم (نوكليويد). تحتوي خليتهم على غشاء بلازما وكبسولة كثيفة شكلتها مورين الببتيدوغليكان. من عضيات الخلية ، تمتلك البكتيريا ميتوكوندريا ، وقد تكون هناك صانعات خضراء وهياكل أخرى ذات وظائف مختلفة.
معظم البكتيريا سوط. تمنع الكبسولة الضيقة الموجودة على سطح الخلية من التحرك عن طريق تغيير الخلية نفسها ، كما تفعل الأميبا. سوطها عبارة عن تكوينات بروتينية كثيفة بأطوال مختلفة ويبلغ قطرها حوالي 20 نانومتر. تحتوي بعض البكتيريا على سوط واحد (أحادي الشعر) ، في حين أن البعض الآخر يحتوي على سوطين (برمائي). في بعض الأحيان يتم ترتيب السوط في حزم (لوفوتريشوس) أو يغطي كامل سطح الخلية (peritrichous).
يعيش الكثير منهم كخلايا مفردة ، لكن بعضها يتكون من مجموعات (أزواج ، سلاسل ، خيوط ، خيوط).
ميزات الحركة
يمكن أن تتحرك البكتيريا السوطية بطرق مختلفة. يتحرك البعض إلى الأمام فقط ، ويغير الاتجاه عن طريق الهبوط. بعضها قادر على الارتعاش ، والبعض الآخر يتحرك بالانزلاق.
وظيفة الأسواط البكتيرية ليس فقط كـ "مجذاف" خلوي ، ولكن يمكن أيضًا أن تكون أداة "صعود".
حتى وقت قريب ، كان يُعتقد أن سوط البكتيريا يهتز مثل ذيل الثعبان. أظهرت الدراسات الحديثة أن سوط البكتيريا أكثر تعقيدًا. تعمل مثل التوربينات. متصل بالمحرك ، يدور في اتجاه واحد. الدافع ، أو المحرك السوطي للبكتيريا ، هو بنية جزيئية معقدة تعمل مثل العضلات. مع الفارق أن العضلة يجب أن تسترخي بعد الانقباض ، والمحرك البكتيري يعمل باستمرار.
آلية النانو للسوط
بدون الخوض في الكيمياء الحيوية للحركة ، نلاحظ أن ما يصل إلى 240 بروتينًا تشارك في إنشاء محرك السوط ، والذي ينقسم إلى 50 مكونًا جزيئيًا بوظيفة محددة في النظام.
في نظام الدفع هذا للبكتيريا ، يوجد دوار يتحرك والجزء الثابت الذي يوفر هذه الحركة. يوجد عمود دفع ، جلبة ، قابض ، فرامل ومسرعات
يسمح هذا المحرك المصغر للبكتيريا بالسفر 35 مرة حجمها في ثانية واحدة فقط. في نفس الوقت ، عمل السوط نفسه ، والذي يحدث 60 ألف دورة في الدقيقة ، لا ينفق الجسم سوى 0.1٪ من إجمالي الطاقة التي تستهلكها الخلية.
من المدهش أيضًا أن البكتيريا يمكنها استبدال وإصلاح جميع أجزاء آلية الدفع الخاصة بها "أثناء التنقل". فقط تخيل أنك على متن طائرة. والفنيين يغيرون ريش الموتور
فلاجيلا مقابل داروين
محرك قادر على العمل بسرعات تصل إلى 60.000 دورة في الدقيقة ، يبدأ ذاتي التشغيل ويستخدم فقط الكربوهيدرات (السكر) كوقود ، وله جهاز يشبه المحرك الكهربائي - هل يمكن أن يتطور مثل هذا الجهاز؟
هذا هو السؤال الذي طرحه مايكل بيهي ، دكتوراه ، على نفسه عام 1988. لقد أدخل في علم الأحياء مفهوم النظام غير القابل للاختزال - وهو نظام تكون فيه جميع أجزائه ضرورية في نفس الوقت لضمان تشغيله ، وإزالة حتىجزء واحد يؤدي إلى تعطيل كامل لوظائفه
من وجهة نظر تطور داروين ، تحدث جميع التغييرات الهيكلية في الجسم تدريجياً ويتم اختيار التغييرات الناجحة فقط عن طريق الانتقاء الطبيعي.
استنتاجات بيهي ، الواردة في كتاب "داروين الصندوق الأسود" (1996): محرك بكتيريا الجلد هو نظام غير قابل للتجزئة يتكون من أكثر من 40 جزءًا ، وغياب جزء واحد على الأقل سيؤدي إلى عطل كامل في النظام ، مما يعني أن هذا النظام لا يمكن أن يأتي من خلال الانتقاء الطبيعي.
بلسم للخلقيين
نظرية الخلق كما قدمها العالم وأستاذ علم الأحياء ، عميد كلية العلوم البيولوجية في جامعة ليهاي في بيت لحم (الولايات المتحدة الأمريكية) ، اجتذبت نظرية الخلق على الفور انتباه قساوسة الكنيسة وأنصارها. نظرية الأصل الإلهي للحياة.
في عام 2005 ، شهد بيهي دعوى قضائية في الولايات المتحدة ، حيث كان بيهي شاهدًا من مؤيدي نظرية "التصميم الذكي" ، والتي اعتبرت تقديم دراسة الخلق في مدارس دوفر في دورة "على الباندا والناس". فقدت العملية ، وتم الاعتراف بتدريس مثل هذا الموضوع على أنه مخالف للدستور الحالي.
لكن الجدل بين الخلقيين والتطوريين مستمر حتى اليوم.
