Perkembangan mikrobiologi telah membawa banyak penemuan dalam beberapa dekade terakhir. Dan salah satunya adalah kekhasan pergerakan bakteri berflagel. Desain mesin organisme purba ini ternyata sangat kompleks dan, menurut prinsip kerja mereka, sangat berbeda dari flagela kerabat eukariotik terdekat kita dari protozoa. Mesin bakteri flagellata telah menjadi kontroversi paling panas antara kreasionis dan evolusionis. Tentang bakteri, motor flagellar mereka dan banyak lagi - artikel ini.
Biologi umum
Untuk memulainya, mari kita ingat organisme macam apa mereka dan tempat apa yang mereka tempati dalam sistem dunia organik di planet kita. Domain Bakteri menyatukan sejumlah besar organisme prokariotik uniseluler (tanpa inti yang terbentuk).
Sel-sel hidup ini muncul di panggung kehidupan hampir 4 miliar tahun yang lalu dan merupakan pemukim pertama di planet ini. MerekaBentuknya bisa bermacam-macam (kokus, batang, vibrio, spirochetes), tetapi kebanyakan berbentuk flagela.
Di mana bakteri hidup? Di mana pun. Ada lebih dari 5×1030 di planet ini. Ada sekitar 40 juta di antaranya dalam 1 gram tanah, hingga 39 triliun hidup di tubuh kita. Mereka dapat ditemukan di dasar Palung Mariana, di "perokok hitam" panas di dasar lautan, di es Antartika, dan saat ini Anda memiliki hingga 10 juta bakteri di tangan Anda.
Nilainya tidak dapat disangkal
Meskipun ukurannya mikroskopis (0,5-5 mikron), total biomassa mereka di Bumi lebih besar daripada gabungan biomassa hewan dan tumbuhan. Peran mereka dalam sirkulasi zat tidak tergantikan, dan sifat konsumen mereka (penghancur bahan organik) tidak memungkinkan planet ini ditutupi dengan gunungan mayat.
Dan jangan lupa tentang patogen: wabah, cacar, sifilis, TBC dan banyak penyakit menular lainnya juga disebabkan oleh bakteri.
Bakteri telah menemukan aplikasi dalam aktivitas ekonomi manusia. Mulai dari industri makanan (produk susu asam, keju, acar sayuran, minuman beralkohol), ekonomi hijau (biofuel dan biogas) hingga metode rekayasa sel dan produksi obat-obatan (vaksin, serum, hormon, vitamin).
Morfologi umum
Seperti yang telah disebutkan, perwakilan kehidupan uniseluler ini tidak memiliki nukleus, bahan herediternya (molekul DNA dalam bentuk cincin) terletak di area tertentu sitoplasma (nukleoid). Sel mereka memiliki membran plasma dankapsul padat yang dibentuk oleh peptidoglikan murein. Dari organel sel, bakteri memiliki mitokondria, mungkin terdapat kloroplas dan struktur lain dengan berbagai fungsi.
Kebanyakan bakteri adalah flagela. Kapsul yang rapat pada permukaan sel mencegah mereka bergerak dengan mengubah sel itu sendiri, seperti yang dilakukan amuba. Flagela mereka adalah formasi protein padat dengan berbagai panjang dan diameter sekitar 20 nm. Beberapa bakteri memiliki flagel tunggal (monotrik), sementara yang lain memiliki dua (amphitrik). Kadang-kadang flagela tersusun dalam bundel (lofotrik) atau menutupi seluruh permukaan sel (peritrik).
Banyak dari mereka hidup sebagai sel tunggal, tetapi beberapa membentuk kelompok (pasangan, rantai, filamen, hifa).
Fitur Gerakan
Bakteri flagellar dapat bergerak dengan cara yang berbeda. Beberapa hanya bergerak maju, dan mengubah arah dengan berguling. Beberapa mampu bergerak, sementara yang lain bergerak dengan meluncur.
Flagella bakteri tidak hanya berfungsi sebagai "dayung" seluler, tetapi juga dapat menjadi alat "naik".
Sampai baru-baru ini, diyakini bahwa flagel bakteri berkibas seperti ekor ular. Studi terbaru menunjukkan bahwa flagel bakteri jauh lebih rumit. Ia bekerja seperti turbin. Terlampir ke drive, itu berputar dalam satu arah. Penggerak, atau motor flagela bakteri, adalah struktur molekul kompleks yang bekerja seperti otot. Bedanya, otot harus relaks setelah berkontraksi, dan motor bakteri bekerja terus menerus.
Nanomekanisme flagel
Tanpa mempelajari biokimia gerakan, kami mencatat bahwa hingga 240 protein terlibat dalam pembuatan penggerak flagel, yang dibagi menjadi 50 komponen molekuler dengan fungsi spesifik dalam sistem.
Dalam sistem penggerak bakteri ini, ada rotor yang bergerak dan stator yang menyediakan gerakan ini. Ada poros penggerak, bushing, kopling, rem dan akselerator
Mesin mini ini memungkinkan bakteri melakukan perjalanan 35 kali ukurannya sendiri hanya dalam 1 detik. Pada saat yang sama, kerja flagel itu sendiri, yang membuat 60 ribu putaran per menit, tubuh hanya menghabiskan 0,1% dari semua energi yang dikonsumsi sel.
Hal ini juga mengejutkan bahwa bakteri dapat mengganti dan memperbaiki semua bagian dari mekanisme penggeraknya "on the go". Bayangkan saja Anda berada di pesawat terbang. Dan teknisi mengganti bilah motor yang sedang berjalan.
Flagella vs Darwin
Mesin yang mampu berjalan pada kecepatan hingga 60.000 rpm, dapat hidup sendiri dan hanya menggunakan karbohidrat (gula) sebagai bahan bakar, memiliki perangkat yang mirip dengan motor listrik - dapatkah perangkat seperti itu berevolusi?
Inilah pertanyaan yang diajukan Michael Behe, PhD, pada dirinya sendiri pada tahun 1988. Dia memperkenalkan ke dalam biologi konsep sistem yang tidak dapat direduksi - sebuah sistem di mana semua bagiannya secara bersamaan diperlukan untuk memastikan operasinya, dan penghapusan bahkansatu bagian menyebabkan gangguan total pada fungsinya.
Dari sudut pandang evolusi Darwin, semua perubahan struktural dalam tubuh terjadi secara bertahap dan hanya yang berhasil yang dipilih oleh seleksi alam.
Kesimpulan M. Behe, yang tertuang dalam buku "Kotak Hitam Darwin" (1996): mesin bakteri berflagel adalah sistem tak terpisahkan yang terdiri lebih dari 40 bagian, dan ketiadaan setidaknya satu akan menyebabkan sistem yang tidak berfungsi sepenuhnya, yang berarti bahwa sistem ini tidak mungkin terjadi melalui seleksi alam.
Balm untuk Kreasionis
Teori penciptaan yang dikemukakan oleh ilmuwan dan profesor biologi, dekan Fakultas Ilmu Biologi di Lehigh University of Bethlehem (AS) M. Behe ini langsung menarik perhatian para pendeta dan pendukung gereja teori asal usul kehidupan yang ilahi.
Pada tahun 2005, Behe bahkan menyaksikan gugatan di Amerika Serikat, di mana Behe menjadi saksi dari para pendukung teori "intelligent design", yang mempertimbangkan pengenalan studi kreasionisme di sekolah Dover dalam kursus "Tentang panda dan manusia." Prosesnya hilang, pengajaran mata pelajaran seperti itu diakui bertentangan dengan konstitusi saat ini.
Tetapi perdebatan antara kreasionis dan evolusionis berlanjut hingga hari ini.
