Sự phát triển của vi sinh đã mang lại nhiều khám phá trong những thập kỷ gần đây. Và một trong số đó là đặc thù của sự di chuyển của vi khuẩn trùng roi. Thiết kế động cơ của những sinh vật cổ đại này hóa ra rất phức tạp và theo nguyên tắc hoạt động của chúng, rất khác với roi của những động vật có họ hàng gần nhất với động vật nguyên sinh của chúng ta. Động cơ của vi khuẩn trùng roi là cuộc tranh cãi nóng bỏng nhất giữa các nhà sáng tạo và các nhà tiến hóa. Về vi khuẩn, động cơ hình sao của chúng và nhiều hơn nữa - bài viết này.
Sinh học đại cương
Để bắt đầu, chúng ta hãy nhớ chúng là loại sinh vật nào và chúng chiếm vị trí nào trong hệ thống thế giới hữu cơ trên hành tinh của chúng ta. Miền Bacteria hợp nhất một số lượng lớn các sinh vật nhân sơ đơn bào (không có nhân hình thành).
Những tế bào sống này xuất hiện trên hiện trường của sự sống cách đây gần 4 tỷ năm và là những người định cư đầu tiên trên hành tinh. họ đangcó thể có nhiều hình dạng khác nhau (cầu khuẩn, hình que, xoắn khuẩn, xoắn khuẩn), nhưng hầu hết chúng đều là trùng roi.
Vi khuẩn sống ở đâu? Mọi nơi. Có hơn 5 × 1030trên hành tinh. Có khoảng 40 triệu trong số chúng trong 1 gam đất, có tới 39 nghìn tỷ sống trong cơ thể chúng ta. Chúng có thể được tìm thấy ở đáy Rãnh Mariana, trong những "người hút thuốc đen" nóng dưới đáy đại dương, trong băng ở Nam Cực và bạn hiện có tới 10 triệu vi khuẩn trên tay.
Giá trị không thể phủ nhận
Mặc dù có kích thước siêu nhỏ (0,5-5 micron), tổng sinh khối của chúng trên Trái đất lớn hơn sinh khối của động vật và thực vật cộng lại. Vai trò của chúng trong quá trình tuần hoàn của các chất là không thể thay thế, và đặc tính của chúng đối với những người tiêu thụ (những kẻ hủy diệt chất hữu cơ) không cho phép hành tinh bị bao phủ bởi hàng núi xác chết.
Và đừng quên các tác nhân gây bệnh: bệnh dịch hạch, bệnh đậu mùa, bệnh giang mai, bệnh lao và nhiều bệnh truyền nhiễm khác cũng do vi khuẩn gây ra.
Vi khuẩn đã được tìm thấy ứng dụng trong hoạt động kinh tế của con người. Bắt đầu từ ngành công nghiệp thực phẩm (sản phẩm sữa chua, pho mát, rau ngâm, đồ uống có cồn), nền kinh tế xanh (nhiên liệu sinh học và khí sinh học) đến các phương pháp kỹ thuật tế bào và sản xuất thuốc (vắc xin, huyết thanh, hormone, vitamin).
Hình thái chung
Như đã đề cập, những đại diện sống đơn bào này không có nhân, vật chất di truyền của chúng (phân tử DNA ở dạng vòng) nằm ở một khu vực nhất định của tế bào chất (nucleoid). Tế bào của chúng có màng sinh chất vàmột viên nang dày đặc được tạo thành bởi murein peptidoglycan. Trong số các bào quan của tế bào, vi khuẩn có ti thể, có thể có lục lạp và các cấu trúc khác với các chức năng khác nhau.
Phần lớn vi khuẩn là trùng roi. Vỏ bọc chặt chẽ trên bề mặt tế bào ngăn chúng di chuyển xung quanh bằng cách thay đổi chính tế bào, như amip. Trùng roi của chúng là dạng protein dày đặc có chiều dài khác nhau và đường kính khoảng 20 nm. Một số vi khuẩn có một trùng roi (monotrichous), trong khi những vi khuẩn khác có hai (amphitrichous). Đôi khi trùng roi được sắp xếp thành từng bó (lophotrichous) hoặc bao phủ toàn bộ bề mặt của tế bào (phúc mạc).
Nhiều trong số chúng sống dưới dạng tế bào đơn lẻ, nhưng một số lại tạo thành cụm (cặp, chuỗi, sợi, sợi nấm).
Tính năng chuyển động
Vi khuẩn Flagellar có thể di chuyển theo nhiều cách khác nhau. Một số chỉ di chuyển về phía trước và đổi hướng bằng cách lộn nhào. Một số có khả năng co giật, trong khi những người khác di chuyển bằng cách trượt.
Trùng roi vi khuẩn không chỉ có chức năng như một "mái chèo" của tế bào, mà còn có thể là một công cụ "lên tàu".
Cho đến gần đây, người ta tin rằng trùng roi của một loại vi khuẩn có hình dạng giống như đuôi của một con rắn. Các nghiên cứu gần đây cho thấy trùng roi của vi khuẩn phức tạp hơn nhiều. Nó hoạt động giống như một tuabin. Được gắn vào ổ đĩa, nó quay theo một hướng. Ổ đĩa, hay động cơ hình sao của vi khuẩn, là một cấu trúc phân tử phức tạp hoạt động giống như một cơ bắp. Với sự khác biệt là cơ phải thư giãn sau khi co lại và động cơ vi khuẩn hoạt động liên tục.
Cơ chế nano của trùng roi
Không đi sâu vào hóa sinh của chuyển động, chúng tôi lưu ý rằng có tới 240 protein tham gia vào quá trình tạo ổ trùng roi, được chia thành 50 thành phần phân tử với một chức năng cụ thể trong hệ thống.
Trong hệ thống đẩy của vi khuẩn, có một rôto chuyển động và một stato cung cấp chuyển động này. Có trục truyền động, ống lót, ly hợp, phanh và bộ gia tốc
Động cơ thu nhỏ này cho phép vi khuẩn di chuyển gấp 35 lần kích thước của chính nó chỉ trong 1 giây. Đồng thời, công việc của chính trùng roi, tạo ra 60 nghìn vòng quay mỗi phút, cơ thể chỉ tiêu tốn 0,1% năng lượng mà tế bào tiêu thụ.
Thật đáng ngạc nhiên là vi khuẩn có thể thay thế và sửa chữa tất cả các bộ phận trong cơ chế đẩy của nó "khi đang di chuyển". Chỉ cần tưởng tượng rằng bạn đang ở trên một chiếc máy bay. Và các kỹ thuật viên thay đổi các cánh của động cơ đang chạy.
Flagella vs Darwin
Một động cơ có khả năng chạy ở tốc độ lên đến 60.000 vòng / phút, tự khởi động và chỉ sử dụng carbohydrate (đường) làm nhiên liệu, có một thiết bị tương tự như động cơ điện - một thiết bị như vậy có thể đã phát triển không?
Đây là câu hỏi mà Tiến sĩ Michael Behe đã tự hỏi mình vào năm 1988. Ông đã đưa vào sinh học khái niệm về một hệ thống bất khả xâm phạm - một hệ thống trong đó tất cả các bộ phận của nó đồng thời cần thiết để đảm bảo hoạt động của nó và loại bỏ cácmột phần dẫn đến sự gián đoạn hoàn toàn hoạt động của nó.
Theo quan điểm về sự tiến hóa của Darwin, tất cả những thay đổi cấu trúc trong cơ thể diễn ra dần dần và chỉ những thay đổi thành công mới được chọn lọc bởi chọn lọc tự nhiên.
Kết luận củaM. Behe, được đưa ra trong cuốn sách "Hộp đen của Darwin" (1996): động cơ của vi khuẩn có trùng roi là một hệ thống không thể phân chia gồm hơn 40 bộ phận, và sự thiếu vắng của ít nhất một bộ phận sẽ dẫn đến một hệ thống hoàn toàn không có chức năng, có nghĩa là hệ thống này không thể xuất hiện thông qua chọn lọc tự nhiên.
Balm dành cho người sáng tạo
Thuyết sáng tạo được trình bày bởi nhà khoa học kiêm giáo sư sinh học, trưởng khoa Khoa học sinh học tại Đại học Lehigh Bethlehem (Mỹ) M. Behe ngay lập tức thu hút sự chú ý của các mục sư nhà thờ và những người ủng hộ lý thuyết về nguồn gốc thiêng liêng của sự sống.
Năm 2005, Behe thậm chí đã chứng kiến một vụ kiện ở Hoa Kỳ, nơi Behe là nhân chứng từ những người ủng hộ lý thuyết "thiết kế thông minh", lý thuyết được coi là sự ra đời của nghiên cứu về thuyết sáng tạo trong trường học của Dover trong khóa học "Về gấu trúc và con người." Quá trình này đã bị mất, việc giảng dạy một môn học như vậy được coi là trái với hiến pháp hiện hành.
Nhưng cuộc tranh luận giữa các nhà sáng tạo và các nhà tiến hóa vẫn tiếp tục ngày nay.
