Микробиологияның дамуы соңғы онжылдықтарда көптеген жаңалықтар әкелді. Ал солардың бірі – жалаушалы бактериялардың қозғалу ерекшеліктері. Бұл ежелгі организмдердің қозғалтқыштарының дизайны өте күрделі болып шықты және олардың жұмыс принципі бойынша қарапайымдылардың ең жақын эукариоттық туыстарының флагеллаларынан өте ерекшеленеді. Флагеллез бактериясының қозғалтқышы креационистер мен эволюционистер арасындағы ең қызу қайшылық болды. Бактериялар, олардың жалауша қозғалтқыштары және т.б. туралы - осы мақала.
Жалпы биология
Бастау үшін олардың қандай организмдер екенін және планетамыздағы органикалық дүние жүйесінде қандай орын алатынын еске түсірейік. Bacteria домені біржасушалы прокариоттық (түзілген ядросы жоқ) организмдердің үлкен санын біріктіреді.
Бұл тірі жасушалар өмір сахнасында шамамен 4 миллиард жыл бұрын пайда болды және планетаның алғашқы қоныстанушылары болды. Оларәр түрлі пішінде болуы мүмкін (кокктар, таяқшалар, вибриондар, спирохеталар), бірақ олардың көпшілігі жілікшелер.
Бактериялар қайда өмір сүреді? Барлық жерде. Ғаламшарда 5×1030 астам. Олардың 1 грамм топырақта шамамен 40 миллионы бар, біздің денемізде 39 триллионға дейін өмір сүреді. Оларды Мариана шұңқырының түбінде, мұхиттардың түбіндегі ыстық «қара темекі шегушілерден», Антарктиданың мұзынан табуға болады және қазіргі уақытта сіздің қолыңызда 10 миллионға дейін бактерия бар.
Мәнді жоққа шығаруға болмайды
Микроскопиялық өлшемдеріне қарамастан (0,5-5 микрон), олардың Жердегі жалпы биомассасы жануарлар мен өсімдіктердің биомассасынан үлкен. Олардың заттар айналымындағы рөлі алмастырылмайды, ал олардың тұтынушыларға (органикалық заттарды жоюшы) қасиеттері планетаны өлі таулармен жабуға мүмкіндік бермейді.
Патогендер туралы да естен шығармаңыз: оба, шешек, мерез, туберкулез және басқа да көптеген жұқпалы аурулар бактериялардан туындайды.
Бактериялар адамның шаруашылық қызметінде қолданыс тапты. Тамақ өнеркәсібінен (қышқыл сүт өнімдері, ірімшіктер, маринадталған көкөністер, алкогольдік сусындар), жасыл экономикадан (биоотын және биогаз) жасушалық инженерия әдістеріне және дәрілік препараттар (вакциналар, сарысулар, гормондар, витаминдер) өндірісіне дейін.
Жалпы морфология
Жоғарыда айтылғандай, тіршіліктің бұл біржасушалы өкілдерінің ядросы жоқ, олардың тұқым қуалайтын материалы (сақина түріндегі ДНҚ молекулалары) цитоплазманың белгілі бір аймағында (нуклеоид) орналасқан. Олардың жасушасында плазмалық мембрана жәнепептидогликан муреиннен түзілген тығыз капсула. Жасуша органеллаларының ішінде бактериялардың митохондриялары бар, хлоропласттар және әртүрлі қызметтері бар басқа құрылымдар болуы мүмкін.
Бактериялардың көпшілігі жгутика. Жасушаның бетіндегі тығыз капсула амеба сияқты жасушаның өзін өзгерту арқылы олардың қозғалуына жол бермейді. Олардың флагеллалары әртүрлі ұзындықтағы және диаметрі шамамен 20 нм болатын тығыз ақуыз түзілімдері болып табылады. Кейбір бактерияларда бір жілік (монотрихты), ал басқаларында екі (амфитрихты) болады. Кейде жілікшелер шоқ болып орналасады (лофотрихты) немесе жасушаның бүкіл бетін жабады (перитрич).
Олардың көпшілігі жалғыз жасуша ретінде өмір сүреді, бірақ кейбіреулері шоғырлар (жұптар, тізбектер, жіптер, гифалар) құрайды.
Қозғалыс мүмкіндіктері
Флагеллярлы бактериялар әртүрлі жолмен қозғала алады. Кейбіреулер тек алға жылжиды және құлау арқылы бағытын өзгертеді. Кейбіреулері жұлдыруға қабілетті, ал басқалары сырғыту арқылы қозғалады.
Бактериялық жгутика жасушалық "ескек" ретінде ғана емес, сонымен қатар "отырғызу" құралы бола алады.
Соңғы уақытқа дейін бактерияның жілігі жыланның құйрығындай тербеледі деп есептелді. Жақында жүргізілген зерттеулер көрсеткендей, бактериялардың жгутикасы әлдеқайда күрделі. Ол турбина сияқты жұмыс істейді. Жетекшіге бекітілген ол бір бағытта айналады. Бактериялардың жетек немесе флагеллярлы қозғалтқышы бұлшықет сияқты жұмыс істейтін күрделі молекулалық құрылым болып табылады. Бұлшықет жиырылғаннан кейін босаңсуы керек, ал бактериялық қозғалтқыш тұрақты жұмыс істейді.
Жалаушаның наномеханизмі
Қозғалыс биохимиясына тереңірек үңілмей-ақ, жүйеде белгілі бір қызметі бар 50 молекулалық құрамдас бөлікке бөлінген жілік жетегінің жасалуына 240-қа дейін ақуыз қатысатынын атап өтеміз.
Бактериялардың бұл қозғаушы жүйесінде қозғалатын ротор және осы қозғалысты қамтамасыз ететін статор бар. Жетек білік, втулка, муфта, тежегіштер және үдеткіштер бар
Бұл шағын қозғалтқыш бактерияға бар болғаны 1 секундта өз өлшемінен 35 есе үлкен қозғалуға мүмкіндік береді. Сонымен бірге, минутына 60 мың айналым жасайтын жіліншіктің өзі жұмыс істейді, дене жасуша тұтынатын барлық энергияның 0,1% ғана жұмсайды.
Сондай-ақ, бұл бактерия өзінің қозғалыс механизмінің барлық бөліктерін «жолда» ауыстырып, жөндей алатыны таң қалдырады. Өзіңізді ұшақта отырғаныңызды елестетіп көріңіз. Ал техниктер жұмыс істеп тұрған мотордың қалақтарын ауыстырады.
Флагелла Дарвинге қарсы
60 000 айн/мин жылдамдықпен жұмыс істей алатын, өздігінен іске қосылатын және отын ретінде тек көмірсуларды (қантты) пайдалана алатын, электр қозғалтқышына ұқсас құрылғысы бар қозғалтқыш - мұндай құрылғы дамыған болуы мүмкін бе?
Бұл сұрақты 1988 жылы PhD докторы Майкл Бие өзіне қойған болатын. Ол биологияға қысқартылмайтын жүйе ұғымын енгізді - оның барлық бөліктері оның жұмысын қамтамасыз ету үшін бір уақытта қажет және біркелкі жүйені жою.бір бөлігі оның жұмысының толық бұзылуына әкеледі.
Дарвиннің эволюциясы тұрғысынан ағзадағы барлық құрылымдық өзгерістер бірте-бірте жүреді және табиғи сұрыптау арқылы тек сәттілері ғана таңдалады.
М. Бехенің «Дарвиннің қара жәшігі» (1996) кітабында баяндалған тұжырымдары: жалаушасы бар бактерияның қозғалтқышы 40-тан астам бөліктен тұратын бөлінбейтін жүйе және кем дегенде біреуінің болмауы жүйенің толық жұмыс істемеуі, яғни бұл жүйе табиғи сұрыптау арқылы пайда болуы мүмкін емес.
Креационистерге арналған бальзам
Ғалым және биология профессоры, Бетлехемдегі Лихай университетінің (АҚШ) биологиялық ғылымдар факультетінің деканы М. Бехе ұсынған жаратылыс теориясы шіркеу министрлері мен жақтастарының назарын бірден аударды. өмірдің құдайдан шығу теориясы.
2005 жылы Бехе тіпті Америка Құрама Штаттарында сот процесіне куә болды, онда Бехе «зияткерлік дизайн» теориясын жақтаушылардың куәгері болды, бұл жерде креационизмді зерттеуді енгізу қарастырылды. Довер мектептерінде «Пандалар және адамдар туралы» курсы. Процесс жоғалды, мұндай пәнді оқыту қазіргі конституцияға қайшы деп танылды.
Бірақ креационистер мен эволюционистер арасындағы пікірталас бүгінде жалғасуда.
