El desenvolupament de la microbiologia ha portat molts descobriments en les últimes dècades. I una d'elles són les peculiaritats del moviment dels bacteris flagel·lats. El disseny dels motors d'aquests organismes antics va resultar molt complex i, segons el principi del seu treball, és molt diferent dels flagels dels nostres parents eucariotes més propers als protozous. El motor del bacteri flagel·lat ha estat la polèmica més candent entre creacionistes i evolucionistes. Sobre els bacteris, els seus motors flagel·lars i molt més: aquest article.
Biologia general
Per començar, recordem quin tipus d'organismes són i quin lloc ocupen en el sistema del món orgànic del nostre planeta. El domini dels bacteris uneix un gran nombre d'organismes procariotes unicel·lulars (sense nucli format).
Aquestes cèl·lules vives van aparèixer a l'escena de la vida fa gairebé 4.000 milions d'anys i van ser els primers pobladors del planeta. Ells sónpoden tenir diverses formes (cocs, bastons, víbris, espiroquetes), però la majoria són flagels.
On viuen els bacteris? A tot arreu. Hi ha més de 5×1030 al planeta. N'hi ha uns 40 milions en 1 gram de terra, fins a 39 bilions viuen al nostre cos. Es poden trobar al fons de la fossa de les Mariannes, als "fumadors negres" calents al fons dels oceans, al gel de l'Antàrtida, i actualment teniu fins a 10 milions de bacteris a les mans.
El valor és innegable
Malgrat la seva mida microscòpica (0,5-5 micres), la seva biomassa total a la Terra és més gran que la biomassa d'animals i plantes junts. El seu paper en la circulació de substàncies és insubstituïble, i les seves propietats de consumidors (destructors de matèria orgànica) no permeten que el planeta es cobreixi de muntanyes de cadàvers.
I no us oblideu dels patògens: la pesta, la verola, la sífilis, la tuberculosi i moltes altres mal alties infeccioses també són causades per bacteris.
Els bacteris han trobat aplicació en l'activitat econòmica humana. Des de la indústria alimentària (productes de llet agra, formatges, verdures en vinagre, begudes alcohòliques), l'economia verda (biocombustibles i biogàs) fins als mètodes d'enginyeria cel·lular i la producció de fàrmacs (vacunes, sèrums, hormones, vitamines).
Morfologia general
Com ja s'ha dit, aquests representants unicel·lulars de la vida no tenen nucli, el seu material hereditari (molècules d'ADN en forma d'anell) es troba en una zona determinada del citoplasma (nucleoide). La seva cèl·lula té una membrana plasmàtica iuna càpsula densa formada pel peptidoglicà mureïna. Dels orgànuls cel·lulars, els bacteris tenen mitocondris, hi pot haver cloroplasts i altres estructures amb diverses funcions.
La majoria de bacteris són flagels. La càpsula ajustada a la superfície de la cèl·lula impedeix que es moguin canviant la pròpia cèl·lula, com ho fan les amebes. Els seus flagels són formacions de proteïnes denses de diverses longituds i un diàmetre d'uns 20 nm. Alguns bacteris tenen un únic flagel (monòtric), mentre que altres en tenen dos (amfítrics). De vegades, els flagels es disposen en feixos (lophotricous) o cobreixen tota la superfície de la cèl·lula (peritrichous).
Moltes d'elles viuen com a cèl·lules individuals, però algunes formen grups (parells, cadenes, filaments, hifes).
Funcions de moviment
Els bacteris flagel·lars es poden moure de diferents maneres. Alguns només avancen i canvien de direcció fent caure. Alguns són capaços de contraure's, mentre que altres es mouen lliscant.
Els flagels bacterians no només funcionen com a "rem" cel·lular, sinó que també poden ser una eina d'"embarcament".
Fins fa poc, es creia que el flagel d'un bacteri mou com la cua d'una serp. Estudis recents han demostrat que el flagel dels bacteris és molt més complicat. Funciona com una turbina. Adjunt a la unitat, gira en una direcció. La unitat, o motor flagel·lar dels bacteris, és una estructura molecular complexa que funciona com un múscul. Amb la diferència que el múscul s'ha de relaxar després de la contracció, i el motor bacterià treballa constantment.
Nanomecanisme del flagel
Sense aprofundir en la bioquímica del moviment, observem que en la creació de la unitat del flagel estan implicades fins a 240 proteïnes, que es divideixen en 50 components moleculars amb una funció específica en el sistema.
En aquest sistema de propulsió de bacteris, hi ha un rotor que es mou i un estator que proporciona aquest moviment. Hi ha un eix de transmissió, buixet, embragatge, frens i acceleradors
Aquest motor en miniatura permet que un bacteri viatgi 35 vegades la seva mida en només 1 segon. Al mateix temps, el treball del propi flagel, que fa 60 mil revolucions per minut, el cos gasta només el 0,1% de tota l'energia que consumeix la cèl·lula.
També sorprèn que el bacteri pugui substituir i reparar totes les parts del seu mecanisme de propulsió "sobre la marxa". Imagineu-vos que esteu en un avió. I els tècnics canvien les fulles d'un motor en marxa.
Flagella contra Darwin
Un motor capaç de funcionar a velocitats de fins a 60.000 rpm, d'arrencada automàtica i utilitzant només hidrats de carboni (sucre) com a combustible, amb un dispositiu semblant a un motor elèctric; podria haver evolucionat aquest dispositiu?
Aquesta és la pregunta que Michael Behe, doctorat, es va fer el 1988. Va introduir a la biologia el concepte d'un sistema irreductible: un sistema en el qual totes les seves parts són simultàniament necessàries per garantir el seu funcionament i l'eliminació de fins i tot.una part condueix a una interrupció total del seu funcionament.
Des del punt de vista de l'evolució de Darwin, tots els canvis estructurals del cos es produeixen gradualment i només els que tenen èxit són seleccionats per selecció natural.
Conclusions de M. Behe, exposades al llibre "Darwin's Black Box" (1996): el motor d'un bacteri flagel·lat és un sistema indivisible de més de 40 parts, i l'absència d'almenys una portarà a una completa no funcionalitat del sistema, la qual cosa significa que aquest sistema no es podria haver produït mitjançant la selecció natural.
Bàlsam per a creacionistes
La teoria de la creació presentada pel científic i professor de biologia, degà de la Facultat de Ciències Biològiques de la Universitat Lehigh de Betlem (EUA) M. Behe va cridar immediatament l'atenció dels ministres de l'Església i dels partidaris de la teoria de l'origen diví de la vida.
L'any 2005, Behe fins i tot va ser testimoni d'una demanda als Estats Units, on Behe va ser testimoni dels partidaris de la teoria del "disseny intel·ligent", que considerava la introducció de l'estudi del creacionisme en el escoles de Dover en el curs "Sobre els pandes i les persones". Es va perdre el procés, es va reconèixer que l'ensenyament d'aquesta assignatura era contrari a la constitució vigent.
Però el debat entre creacionistes i evolucionistes continua avui.
