Основы креационизма
Креацентр > Статьи > Основы креационизма > Бактериальные жгутики: символ движения «Разумный замысел»

Бактериальные жгутики: символ движения «Разумный замысел»

Великолепные и чудесные микробы

В микробном мире существует множество необычных примеров дизайна. В этой статье приводятся два примера: бактериальные жгутики и производство кроваво-красного пигмента в Serratia marcescens. Молекулярный механизм бактериальных жгутиков великолепен. Удивительная способность Serratia marcescens, палочкообразной бактерии, производить пигмент, напоминающий кровь, является «чудесной».

Бактериальные жгутики: символ движения «Разумный замысел»

Мы начнем с Майкла Бихи, который сделал бактериальный жгутик популярным аргументом в пользу разумного замысла в «Черном ящике Дарвина», используя их для иллюстрации концепции неупрощаемой сложности. Жгутик — это штопорообразный волосовидный придаток, прикрепленный к поверхности клетки, действующий как пропеллер, позволяющий бактерии плавать.

Бактериальный жгутик — это неприводимо сложный процесс. Неупрощаемая сложная система — это система, которая требует одновременного присутствия нескольких переплетающихся частей, когда удаление одной или нескольких частей приводит к сбою всей системы. Уничтожьте одну часть, и вся система развалится. Предполагаемый механизм эволюции, с другой стороны, заключается в том, что новый признак дает селективное преимущество выживания и, таким образом, позволяет его обладателям конкурировать лучше, чем организмам без этого признака. В неодарвинистской эволюции новая черта должна быть полностью развита — никакие промежуточные меры не годятся. Учитывая это требование, новые черты настолько сложны, что неодарвинистский градуализм очень маловероятен, потому что не полностью развитая черта не даст избирательного преимущества.

Пример мышеловки

Доктор Майкл Бихи, профессор биохимии и автор бестселлера «Черный ящик Дарвина» 1996 года, бросил вызов классическому неодарвинистскому объяснению того, что сложные клеточные структуры возникли случайно. В книге он использует жгутик для введения понятия «неупрощаемая сложность». Если структура настолько сложна, что все ее части должны изначально присутствовать в подходящем функционирующем виде, то она называется неприводимо сложной. Все части бактериального жгутика должны присутствовать с самого начала, чтобы функционировать вообще. Согласно дарвиновской теории, любой компонент, который не дает преимущества организму (т. е. не функционирует), будет потерян или отброшен. То, как такая структура могла эволюционировать в постепенном, поэтапном процессе, как того требует классическая дарвиновская эволюция, является непреодолимым препятствием для эволюционистов. Однако то, как используется жгутик, добавляет картине дополнительный уровень сложности.

Некоторые бактерии имеют один жгутик, расположенный на конце палочковидной клетки. Чтобы двигаться в противоположном направлении, бактерия просто меняет направление вращения жгутика. Другие бактерии имеют жгутик на обоих концах клетки, используя один для движения в одном направлении, а другой для движения в противоположном направлении. Третья группа бактерий имеет множество жгутиков, окружающих клетку. Они оборачиваются вместе в спиральный пучок на одном конце ячейки и вращаются в унисон, чтобы переместить ячейку в одном направлении. Чтобы изменить направление, жгутики разворачивают, перемещают на противоположный конец клетки, реформируют пучок и снова вращают согласованным образом. Структурная сложность и точно настроенная координация жгутиков свидетельствует о работе главного Инженера, Который проектировал и создавал жгутики, чтобы они могли функционировать удивительно сложным образом.

Вы можете назвать это молекулярным подвесным мотором Создателя. Его наиболее интересным аспектом является то, что он прикреплен и вращается крошечным электрическим «двигателем», изготовленным из различных видов белка. Как и электрический двигатель, жгутик содержит стержень (приводной вал), крюк (универсальный шарнир), L - и P-кольца (втулки/подшипники), S - и M-кольца (Ротор), а также C-кольцо и шпильку (статор). Жгутиковая нить (пропеллер) прикрепляется к жгутиковому двигателю через крюк. Чтобы функционировать полностью, жгутику требуется более 40 различных белков. Электрическая мощность, приводящая в движение двигатель, обеспечивается разностью напряжений, развиваемых через клеточную мембрану. Этот мотор — одна из лучших молекулярных машин природы!

Некоторые ученые назвали бактериальные жгутики «самой эффективной машиной во Вселенной» с ее самосборкой и ремонтом, роторным двигателем с водяным охлаждением, системой протонного привода, передними и задними передачами, рабочими скоростями от 6000 до 17 000 об / мин, возможностью реверсирования направления и жестко связанной системой передачи сигналов с кратковременной памятью.

Бактериальный жгутик: парадигма дизайна в иерсинии, пример 1

После того как Майкл Бихи сделал бактериальный жгутик популярным аргументом в пользу разумного замысла в «Черном ящике Дарвина», Скотт Минних присоединился к движению «Разумный замысел». Доктор Минних, генетик и адъюнкт-профессор микробиологии в университете штата Айдахо, выводит этот аргумент на новый уровень, описывая, как эта парадигма дизайна привела к новым открытиям в его исследованиях. Минних занимается изучением бактериальных жгутиков более 15 лет и опубликовал работы в следующих областях: структура и функция жгутиков у видов Yersinia и Salmonella; схемы сборки и генетические инструкции; детальные описания транскрипционных и трансляционных регуляторных генов; и интеграция подвижности с сигнальной трансдукцией (хемотаксис).

Yersinia enterocolitica


В обширных исследованиях Скотт Минних обнаружил, что бактериальные жгутики обеспечивают парадигму для дизайна. Минних работает с генетикой и структурой жгутиков Yersinia enterocolitica (двоюродного брата Yersinia pestis, возбудителя бубонной чумы) уже более десяти лет. Y. enterocolitica, причина инфекции пищевого происхождения (как E. coli или Campylobacter) обычно обнаруживается в кишечнике домашнего скота. Он вызывает пищевые инфекции из-за загрязненных мясных и молочных продуктов, которые вызывают кишечную лихорадку и могут привести к серьезным, опасным для жизни инфекциям.

Описав более 30 отдельных белков, составляющих его ротационно-моторный механизм (около 50 во всем жгутике), Минних заметил, что базальное тело жгутика вырабатывает токсическую секрецию, когда бактерия находится в состоянии стресса. Если Yersinia сохранялась «счастливой» при температуре 20 ºC (68 ºF) и в хороших условиях окружающей среды (т. е. с низким осмотическим содержанием солей), то базальное тело вырабатывало крючок и нить — оставшиеся части жгутика. Минних предсказал из своих генетических исследований, что хороший дизайн будет использоваться для различных целей, таких как инженерные структуры, которые выполняют двойные функции. Это хорошая генетическая эффективность или оптимальный генетический дизайн (минимальное соотношение затрат и выгод). Еще до того, как наблюдать это у людей, он предсказал, что это произойдет.

Yersinia была довольно подвижной в своей среде и могла продвигать свой роторный двигатель со скоростью до 100 оборотов в минуту. С другой стороны, если Yersinia инкубировала при 37 ºC (98,6 ºF) (или другой стрессовой среде с высоким содержанием соли), базальное тело действовало как «пушка», производя резкий токсин. (Его техническое название-система секреции типа III. Более подробно она описана в статье «Происхождение инфекционного заболевания»). При наблюдении за клетками желудочно-кишечного тракта было отмечено, что они избегают поглощения макрофагами. В свою очередь, Yersinia выпустила снаряд, чтобы не быть съеденной защитниками человеческого тела. Полезность дизайнерской модели (вместо дарвиновской) не только дала хорошие научные результаты, но и имеет практическое значение для медицинской микробиологии и клинической медицины. Здесь мы видим доказательства того, что дизайнерские модели точно предсказывают биологические результаты. Размышления о замыслах Бога и открытость идее о том, что Творец создал биологические структуры с определенной целью, является ключом к успеху в изучении биологии. Доказательства, а не эволюция. Творение, а не случайность. Теория дизайна работает. Бактериальный жгутик — поистине одно из прокариотических чудес замысла Божьего!

Yersinia enterocolitica: биологический роторный двигатель

Сенсорный и моторный механизм бактерии E. coli состоит из ряда рецепторов, которые первоначально обнаруживают концентрации различных химических веществ. Вторичные компоненты извлекают информацию из этих датчиков, которая, в свою очередь, используется в качестве входных данных для механизма измерения градиента. Выход этого механизма используется для управления набором реверсивных вращающихся двигателей с постоянным крутящим моментом, которые передают свою энергию через микроскопический привод и продвигают спиральные жгутики от 30000 до 100000 об / мин. Эта высокоинтегрированная система позволяет бактерии мигрировать со скоростью примерно десять длин тела в секунду.

Как быстро бактерии перемещаются со своими жгутиками? Некоторые из них были «синхронизированы» со скоростью до 100 мкм в секунду, или эквивалент 50 длин тела в секунду. Для сравнения, бактерии передвигаются в два раза быстрее гепарда, самого быстрого из известных животных. Гепарды, которые бегут до 70 миль в час, идут всего лишь 25 длин тела в секунду. Как правило, бактерии с полярными жгутиками движутся быстрее, чем бактерии с перитрихозными (многими) жгутиками.

Сложность бактериального жгутика является прямым доказательством против неодарвинистской эволюции. Все переплетенные части тела указывают на разумного Творца. В начале 1990-х годов доктор Майкл Бихи выступал за разумный дизайн человеческого тела. Его аргумент называется принципом неупрощаемой сложности. Чтобы проиллюстрировать сложную природу этого принципа, нужно взглянуть на дизайн вождения.

Вождение по дизайну: уроки плавания E. coli

Иллюстрация сенсорного и моторного механизма кишечной палочки


Микробиологию интересно изучать, потому что поведение E. coli становится все более сложным. Недавнее наблюдение выводит аргумент микробов по дизайну на следующий уровень, описывая, как новые исследования позволили понять, как E. coli «управляет» более упорядоченно, чем некоторые люди. Гарвардские исследователи недавно обнаружили, что кишечная палочка плавает на правом боку. Движение кишечной палочки не является случайным; оно направлено, упорядочено и напоминает один из шаблонов автомобильного движения (или даже схем муравьиного движения). Когда клетки ограничены микроканалами с мягкими агаровыми полами из гидрогелей, они предпочтительно плавают на правой стороне и ближе к полу гелей. Бактерии, как известно, имеют траектории по часовой стрелке (круговые траектории вдоль поверхностей); но в свободном растворе они плавают по случайным траекториям блуждания. Все эти функции, кажется, кричат: «Сотворение! Дизайн!»

С человеческой точки зрения, правильное вождение, чтобы избежать несчастных случаев, требует обучения водителя, умение и практику. Все это, конечно, не появляется случайно и нечаянно. В недавней статье показано, что кишечная палочка движется с правой стороны, что означает, что при размещении в узких раздвоенных трубках она с большей вероятностью будут плавать вверх по правой вилке из-за направления против часовой стрелки, в котором вращаются жгутики. Это больше, чем просто «увлекательный факт» информации; это может иметь клинические последствия для инфекций мочевыводящих путей. Кишечная палочка может также совместно перемещаться по поверхности, это называется плаванием. Во время длительных периодов миграции бактериальные клетки лучше перемещаются по поверхности геля, чем по твердой поверхности. Это наблюдение в сочетании с возможностью направленного движения может позволить провести новые исследования поведения факторов, способствующих бактериальной патогенности.


Автор: доктор Алан Л. Гиллен

Дата публикации: 19 июня 2015 года

Источник: Answers In Genesis


Перевод: Недоступ А.

Редактор: Недоступ А.






Написать коментарий