פיתוח המיקרוביולוגיה הביא תגליות רבות בעשורים האחרונים. ואחד מהם הוא המוזרויות של תנועת החיידקים המצוירים. התכנון של המנועים של אורגניזמים עתיקים אלה התברר כמורכב מאוד, ועל פי עקרון עבודתם, שונה מאוד מהדגל של קרובינו האיקריוטים הקרובים ביותר של הפרוטוזואה. המנוע של חיידק הדגל היה המחלוקת החמה ביותר בין בריאתנים לאבולוציונים. על חיידקים, מנועי הדגל שלהם ועוד הרבה יותר - מאמר זה.
ביולוגיה כללית
לכתחילה, בואו נזכור איזה סוג של אורגניזמים הם ואיזה מקום הם תופסים במערכת של העולם האורגני על הפלנטה שלנו. תחום החיידקים מאחד מספר עצום של אורגניזמים פרוקריוטיים חד-תאיים (ללא גרעין שנוצר).
התאים החיים האלה הופיעו בזירת החיים לפני כמעט 4 מיליארד שנים והיו המתיישבים הראשונים של כדור הארץ. הםיכול להיות בצורות שונות (קוקי, מוטות, ויבריוס, ספירוצ'טים), אבל רובם הם דגלים.
איפה חיים חיידקים? בכל מקום. יש יותר מ-5×1030 על פני כדור הארץ. ישנם כ-40 מיליון מהם בגרם אחד של אדמה, עד 39 טריליון חיים בגופנו. ניתן למצוא אותם בתחתית תעלת מריאנה, ב"מעשנים שחורים" לוהטים בקרקעית האוקיינוסים, בקרח של אנטארקטיקה, וכרגע יש לך עד 10 מיליון חיידקים על הידיים.
אין להכחיש את הערך
למרות גודלם המיקרוסקופי (0.5-5 מיקרון), הביומסה הכוללת שלהם על פני כדור הארץ גדולה מהביומסה של בעלי חיים וצמחים גם יחד. תפקידם במחזור החומרים הוא שאין לו תחליף, ותכונותיהם של הצרכנים (משמידים של חומרים אורגניים) אינם מאפשרים לכדור הארץ להתכסות בהרים של גופות.
ואל תשכחו על פתוגנים: מגפה, אבעבועות שחורות, עגבת, שחפת ומחלות זיהומיות רבות אחרות נגרמות גם על ידי חיידקים.
חיידקים מצאו יישום בפעילות כלכלית אנושית. החל מתעשיית המזון (מוצרי חלב חמוץ, גבינות, ירקות כבושים, משקאות אלכוהוליים), הכלכלה הירוקה (ביודלק וביוגז) ועד לשיטות הנדסת תאים וייצור תרופות (חיסונים, סרומים, הורמונים, ויטמינים).
מורפולוגיה כללית
כפי שכבר צוין, לנציגים החד-תאיים הללו של החיים אין גרעין, החומר התורשתי שלהם (מולקולות DNA בצורת טבעת) ממוקמים באזור מסוים של הציטופלזמה (נוקלואיד). לתא שלהם יש קרום פלזמה וקפסולה צפופה שנוצרה על ידי peptidoglycan murein. מבין אברוני התא, לחיידקים יש מיטוכונדריה, ייתכנו כלורופלסטים ומבנים אחרים בעלי תפקידים שונים.
רוב החיידקים הם דגלים. הקפסולה ההדוקה על פני התא מונעת מהם להסתובב על ידי שינוי התא עצמו, כפי שעושות אמבה. הדגלים שלהם הם תצורות חלבון צפופות באורכים שונים ובקוטר של כ-20 ננומטר. לחיידקים מסוימים יש דגל אחד (מונוטרי), בעוד שלאחרים יש שניים (אמפיטרי). לפעמים דגלים מסודרים בצרורות (לופוטריקוס) או מכסות את כל פני התא (פריטריכיות).
רבים מהם חיים כתאים בודדים, אבל חלקם יוצרים אשכולות (זוגות, שרשראות, חוטים, היפיות).
תכונות תנועה
חיידקי הדגל יכולים לנוע בדרכים שונות. חלקם נעים רק קדימה, ומשנים כיוון על ידי נפילה. חלקם מסוגלים להתעוות, בעוד שאחרים נעים על ידי החלקה.
הדגלים החיידקיים מתפקדים לא רק כ"שנוש" סלולרי, אלא יכול להיות גם כלי "עלייה למטוס".
עד לאחרונה, האמינו שדגל של חיידק מכשכש כמו זנב של נחש. מחקרים אחרונים הראו שהדגל של החיידקים הרבה יותר מסובך. זה עובד כמו טורבינה. מחובר לכונן, הוא מסתובב בכיוון אחד. המנוע, או מנוע הדגל של חיידקים, הוא מבנה מולקולרי מורכב שפועל כמו שריר. בהבדל שהשריר חייב להירגע לאחר כיווץ, והמנוע החיידקי עובד ללא הרף.
ננומנגנון של הדגל
מבלי להתעמק בביוכימיה של התנועה, נציין כי עד 240 חלבונים מעורבים ביצירת כונן הדגלים, המחולקים ל-50 רכיבים מולקולריים בעלי תפקיד ספציפי במערכת.
במערכת הנעה זו של חיידקים, יש רוטור שזז וסטטור שמספק את התנועה הזו. יש גל הינע, תותב, מצמד, בלמים ומאיצים
מנוע מיניאטורי זה מאפשר לחיידק לנוע פי 35 מגודלו בשנייה אחת בלבד. יחד עם זאת, עבודת הדגלון עצמו, שעושה 60 אלף סיבובים לדקה, הגוף מוציא רק 0.1% מכל האנרגיה שהתא צורך.
זה גם מפתיע שהחיידק יכול להחליף ולתקן את כל חלקי מנגנון ההנעה שלו "בדרך". רק דמיין שאתה על מטוס. וטכנאים מחליפים את הלהבים של מנוע פועל.
Flagella vs Darwin
מנוע המסוגל לפעול במהירויות של עד 60,000 סל ד, מתניע מעצמו ומשתמש רק בפחמימות (סוכר) כדלק, בעל מכשיר הדומה למנוע חשמלי - האם מכשיר כזה יכול היה להתפתח?
זו השאלה ששאל את עצמו מייקל בהה, דוקטורט ב-1988. הוא הכניס לביולוגיה את המושג של מערכת בלתי ניתנת לצמצום - מערכת שבה כל חלקיה נחוצים בו זמנית כדי להבטיח את פעולתה, והסרה של אפילוחלק אחד מוביל לשיבוש מוחלט של תפקודו.
מנקודת המבט של האבולוציה של דרווין, כל השינויים המבניים בגוף מתרחשים בהדרגה ורק השינויים המצליחים נבחרים על ידי הברירה הטבעית.
מסקנותיו של מ' בהה, המפורטות בספר "הקופסה השחורה של דארווין" (1996): המנוע של חיידק מדוגל הוא מערכת בלתי ניתנת לחלוקה של יותר מ-40 חלקים, והיעדר אחד לפחות יוביל לכך אי-פונקציונליות מוחלטת של המערכת, מה שאומר שמערכת זו לא הייתה יכולה להתרחש באמצעות ברירה טבעית.
מזור לבריאה
תורת הבריאה כפי שהוצגה על ידי המדען והפרופסור לביולוגיה, דיקן הפקולטה למדעי הביולוגיה באוניברסיטת ליהי של בית לחם (ארה ב) M. Behe משכה מיד את תשומת לבם של שרי הכנסייה ותומכי התיאוריה של מקור החיים האלוהי.
בשנת 2005, Behe אפילו היה עד לתביעה בארצות הברית, שם Behe היה עד מתומכי התיאוריה של "עיצוב אינטליגנטי", ששקלה את הכנסת חקר הבריאתנות בארצות הברית בתי ספר של דובר בקורס "על פנדות ואנשים". התהליך אבד, הוראת נושא כזה הוכרה כמנוגדת לחוקה הנוכחית.
אבל הוויכוח בין בריאתנים לאבולוציונים נמשך גם היום.
