Maendeleo ya biolojia yameleta uvumbuzi mwingi katika miongo ya hivi majuzi. Na mmoja wao ni upekee wa harakati ya bakteria ya bendera. Muundo wa injini za viumbe hivi vya kale uligeuka kuwa ngumu sana na, kwa mujibu wa kanuni ya kazi yao, ni tofauti sana na flagella ya jamaa zetu wa karibu wa eukaryotic wa protozoa. Injini ya bakteria ya flagellate imekuwa utata mkali zaidi kati ya wanauumbaji na wanamageuzi. Kuhusu bakteria, injini zao za bendera na mengine mengi - makala haya.
Biolojia ya jumla
Kwa kuanzia, hebu tukumbuke ni viumbe vya aina gani na vinachukua nafasi gani katika mfumo wa ulimwengu-hai kwenye sayari yetu. Kikoa cha Bakteria huunganisha idadi kubwa ya viumbe vya unicellular prokaryotic (bila kiini kilichoundwa).
Chembe hai hizi zilionekana kwenye eneo la maisha karibu miaka bilioni 4 iliyopita na walikuwa wakaaji wa kwanza wa sayari hii. Wao niinaweza kuwa ya maumbo mbalimbali (cocci, vijiti, vibrios, spirochetes), lakini nyingi ni flagella.
Bakteria wanaishi wapi? Kila mahali. Kuna zaidi ya 5×1030 kwenye sayari. Kuna takriban milioni 40 kati yao katika gramu 1 ya udongo, hadi trilioni 39 huishi katika mwili wetu. Wanaweza kupatikana chini ya Mtaro wa Mariana, katika "wavutaji sigara" moto chini ya bahari, kwenye barafu ya Antaktika, na kwa sasa una hadi bakteria milioni 10 mikononi mwako.
Thamani haiwezi kukanushwa
Licha ya ukubwa wao wa hadubini (mikroskopu 0.5-5), jumla ya bayomasi duniani ni kubwa kuliko biomasi ya wanyama na mimea kwa pamoja. Jukumu lao katika mzunguko wa vitu haliwezi kubadilishwa, na mali zao za watumiaji (waharibifu wa vitu vya kikaboni) haziruhusu sayari kufunikwa na milima ya maiti.
Na usisahau kuhusu vimelea vya magonjwa: tauni, ndui, kaswende, kifua kikuu na magonjwa mengine mengi ya kuambukiza pia husababishwa na bakteria.
Bakteria wamepata matumizi katika shughuli za kiuchumi za binadamu. Kuanzia sekta ya chakula (bidhaa za maziwa siki, jibini, mboga za kachumbari, vileo), uchumi wa kijani (biofueli na biogesi) hadi mbinu za uhandisi wa seli na utengenezaji wa dawa (chanjo, seramu, homoni, vitamini).
Mofolojia ya jumla
Kama ilivyotajwa tayari, wawakilishi hawa wa unicellular wa maisha hawana kiini, nyenzo zao za urithi (molekuli za DNA katika mfumo wa pete) ziko katika eneo fulani la cytoplasm (nucleoid). Kiini chao kina utando wa plasma nacapsule mnene inayoundwa na murein ya peptidoglycan. Kati ya seli za seli, bakteria wana mitochondria, kunaweza kuwa na kloroplast na miundo mingine yenye kazi mbalimbali.
Bakteria nyingi ni flagella. Kapsuli inayobana kwenye uso wa seli huwazuia kuzunguka kwa kubadilisha seli yenyewe, kama amoeba inavyofanya. Bendera yao ni muundo mnene wa protini wa urefu tofauti na kipenyo cha karibu 20 nm. Baadhi ya bakteria wana flagellum moja (monotrichous), wakati wengine wana mbili (amphitrichous). Wakati mwingine flagella hupangwa katika vifungu (lophotrichous) au kufunika uso mzima wa seli (peritrichous).
Nyingi kati yao huishi kama seli moja, lakini nyingine huunda makundi (jozi, minyororo, nyuzinyuzi, hyphae).
Sifa za Mwendo
Bakteria ya Flagellar wanaweza kutembea kwa njia tofauti. Wengine husonga mbele tu, na hubadilisha mwelekeo kwa kujiangusha. Baadhi zinaweza kutekenya, huku zingine zikisogea kwa kuteleza.
Utendaji wa bendera ya bakteria sio tu kama "kasia" ya seli, lakini pia inaweza kuwa zana ya "kuabiri".
Hadi hivi majuzi, iliaminika kuwa flagellum ya bakteria inayumba kama mkia wa nyoka. Uchunguzi wa hivi karibuni umeonyesha kuwa flagellum ya bakteria ni ngumu zaidi. Inafanya kazi kama turbine. Imeshikamana na gari, inazunguka kwa mwelekeo mmoja. Kiendeshi, au injini ya bendera ya bakteria, ni muundo changamano wa molekuli unaofanya kazi kama misuli. Kwa tofauti ambayo misuli lazima itulie baada ya kusinyaa, na mwendo wa bakteria hufanya kazi kila mara.
Nanomechanism ya flagellum
Bila kuzama katika biokemia ya harakati, tunatambua kwamba hadi protini 240 zinahusika katika uundaji wa kiendeshi cha flagellum, ambacho kimegawanywa katika vipengele 50 vya molekuli na utendaji maalum katika mfumo.
Katika mfumo huu wa kusukuma wa bakteria, kuna rota inayosogea na stator ambayo hutoa mwendo huu. Kuna sehemu ya kuendeshea gari, bushing, clutch, breki na vichapuzi
Injini hii ndogo huruhusu bakteria kusafiri mara 35 ya ukubwa wake ndani ya sekunde 1 pekee. Wakati huo huo, kazi ya flagellum yenyewe, ambayo hufanya mapinduzi elfu 60 kwa dakika, mwili hutumia 0.1% tu ya nishati yote ambayo seli hutumia.
Pia inashangaza kwamba bakteria inaweza kuchukua nafasi na kurekebisha sehemu zote za utaratibu wake wa kusukuma "porini". Hebu fikiria kwamba uko kwenye ndege. Na mafundi hubadilisha blade za injini inayokimbia.
Flagella dhidi ya Darwin
Injini yenye uwezo wa kufanya kazi kwa kasi ya hadi 60,000 rpm, inayojiendesha yenyewe na kutumia wanga tu (sukari) kama mafuta, ikiwa na kifaa sawa na injini ya umeme - je, kifaa kama hicho kingeweza kubadilika?
Hili ndilo swali ambalo Michael Behe, PhD, alijiuliza mnamo 1988. Alianzisha katika biolojia dhana ya mfumo usioweza kupunguzwa - mfumo ambao sehemu zake zote ni muhimu kwa wakati mmoja ili kuhakikisha uendeshaji wake, na kuondolewa kwa hata.sehemu moja husababisha kuharibika kabisa kwa utendakazi wake.
Kwa mtazamo wa mageuzi ya Darwin, mabadiliko yote ya kimuundo katika mwili hutokea hatua kwa hatua na yale yaliyofaulu pekee huchaguliwa kwa uteuzi asilia.
Hitimisho la M. Behe, lililowekwa katika kitabu "Darwin's Black Box" (1996): injini ya bakteria iliyopangwa ni mfumo usiogawanyika wa zaidi ya sehemu 40, na kukosekana kwa angalau moja kutasababisha kutofanya kazi kabisa kwa mfumo, ambayo ina maana kwamba mfumo huu haujaweza kuwa umetokana na uteuzi asilia.
Balm kwa Wabunifu
Nadharia ya uumbaji kama ilivyowasilishwa na mwanasayansi na profesa wa biolojia, mkuu wa Kitivo cha Sayansi ya Biolojia katika Chuo Kikuu cha Lehigh cha Bethlehem (USA) M. Behe mara moja ilivutia wahudumu na wafuasi wa kanisa hilo. nadharia ya asili ya kimungu ya uhai.
Mnamo 2005, Behe alishuhudia kesi nchini Merika, ambapo Behe alikuwa shahidi kutoka kwa wafuasi wa nadharia ya "muundo wa akili", ambayo ilizingatia kuanzishwa kwa utafiti wa uumbaji katika shule za Dover katika kozi "Kwenye pandas na watu." Mchakato ulipotea, ufundishaji wa somo la aina hiyo ulitambuliwa kuwa ni kinyume na katiba ya sasa.
Lakini mjadala kati ya wanauumbaji na wanamageuzi unaendelea leo.
