Основи креаціонізму
Креацентр > Статті > Основи креаціонізму > Бактеріальні джгутики: символ руху «Розумний задум»

Бактеріальні джгутики: символ руху «Розумний задум»

Прекрасні та чудові мікроби 

У мікробному світі існує безліч незвичайних прикладів дизайну. У цій статті наводяться два приклади: бактеріальні джгутики й виробництво криваво-червоного пігменту в Serratia marcescens. Молекулярний механізм бактеріальних джгутиків чудовий. Дивовижна здатність Serratia marcescens, паличкоподібної бактерії, виробляти пігмент, що нагадує кров, є «чудовою».

Бактеріальні джгутики: символ руху «Розумний задум»

Ми почнемо з Майкла Бехе, який зробив бактеріальний джгутик популярним аргументом на користь розумного задуму в «Чорному ящику Дарвіна», використовуючи їх для ілюстрації концепції незменшуваної складності. Джгутик — це штопороподібний волосовидний придаток, прикріплений до поверхні клітини, діє як пропелер, що дозволяє бактерії плавати.

Бактеріальний джгутик — це незменшувано складний процес. Незменшувана складна система — це система, яка вимагає одночасної присутності кількох частин, які переплітаються, коли видалення однієї або декількох частин призводить до збою всієї системи. Знищити одну частину, і вся система розвалиться. Передбачуваний механізм еволюції, з іншого боку, полягає в тому, що нова ознака дає селективну перевагу виживанню й, таким чином, дозволяє його власникам конкурувати краще, ніж організмам без цієї ознаки. У неодарвіністській еволюції нова риса повинна бути повністю розвинена — ніякі проміжні заходи не годяться. Враховуючи цю вимогу, нові риси настільки складні, що неодарвіністський градуалізм дуже малоймовірний, тому що не повністю розвинена риса не дасть виборчої переваги.

Приклад мишоловки

 Доктор Майкл Бехе, професор біохімії та автор бестселера «Чорний ящик Дарвіна» 1996 року, кинув виклик класичному неодарвіністському поясненню того, що складні клітинні структури виникли випадково. У книзі він використовує джгутик для введення поняття «незменшувана складність». Якщо структура настільки складна, що всі її частини повинні спочатку бути присутні у відповідному функціонуючому вигляді, то вона називається незменшувано - складною. Всі частини бактеріального джгутика повинні бути з самого початку, щоб функціонувати взагалі. Згідно з дарвінівською теорією, будь-який компонент, який не дає переваги організму (тобто не функціонує), буде втрачений або відкинутий. Те, як така структура могла еволюціонувати у поступовому, поетапному процесі, як того вимагає класична дарвінівська еволюція, є непереборною перешкодою для еволюціоністів. Проте те, як використовується джгутик, додає картині додатковий рівень складності.

Деякі бактерії мають один джгутик, розташований наприкінці паличкоподібної клітини. Щоб рухатися в протилежному напрямку, бактерія просто змінює напрямок обертання джгутика. Інші бактерії мають джгутик на обох кінцях клітини, використовуючи один для руху в одному напрямку, а інший для руху в протилежному напрямку. Третя група бактерій має безліч джгутиків, що оточують клітину. Вони обертаються разом в спіральний пучок на одному кінці комірки й обертаються в унісон, щоб перемістити комірку в одному напрямку. Щоб змінити напрям, джгутики розгортають, переміщують на протилежний кінець клітини, реформують пучок і знову обертають узгодженим чином. Структурна складність та точно налаштована координація джгутиків свідчить про роботу головного Інженера, Який проектував і створював джгутики, щоб вони могли функціонувати дивно складним чином.

Ви можете назвати це молекулярним підвісним мотором Творця. Його найбільш цікавим аспектом є те, що він прикріплений та обертається крихітним електричним «двигуном», виготовленим з різних видів білка. Як і електричний двигун, джгутик містить стрижень (приводний вал), гак (універсальний шарнір), L - та P - кільця (втулки/підшипники), S - й M-кільця (Ротор), а також C-кільце та шпильку (статор). Жгутикова нитка (пропелер) прикріплюється до жгутикового двигуна через гак. Щоб функціонувати повністю, жгутику потрібно більше 40 різних білків. Електрична потужність, що приводить до руху двигун, забезпечується різницею напруг, що розвиваються через клітинну мембрану. Цей мотор — одна з кращих молекулярних машин природи!

 Деякі вчені назвали бактеріальні джгутики «найбільш ефективною машиною у Всесвіті» з її самозбіркою та ремонтом, роторним двигуном з водяним охолодженням, системою протонного приводу, передніми й задніми передачами, робочими швидкостями від 6000 до 17 000 об/хв, можливістю реверсування напрямку та жорстоко зв'язаною системою передачі сигналів з короткочасною пам'яттю.

Бактеріальний джгутик: парадигма дизайну в ієрсинії, приклад 1 

Після того як Майкл Бехе зробив бактеріальний джгутик популярним аргументом на користь розумного задуму в «Чорному ящику Дарвіна», Скотт Мінних приєднався до руху «Розумний задум». Доктор Мінних, генетик і ад'юнкт-професор мікробіології в університеті штату Айдахо, виводить цей аргумент на новий рівень, описуючи, як ця парадигма дизайну призвела до нових відкриттів у його дослідженнях. Мінних займається вивченням бактеріальних джгутиків більше 15 років і опублікував роботи у наступних областях: структура й функція джгутиків у видів Yersinia й Salmonella; схеми складання та генетичні інструкції; детальні описи транскрипційних та трансляційних регуляторних генів; та інтеграція рухливості з сигнальною трансдукцією (хемотаксис).

Yersinia enterocolitica

У великих дослідженнях Скотт Мінних виявив, що бактеріальні джгутики забезпечують парадигму для дизайну. Мінних працює з генетикою й структурою джгутиків Yersinia enterocolitica (двоюрідного брата Yersinia pestis, збудника бубонної чуми) вже більш десяти років. Y. enterocolitica, причина інфекції харчового походження (як E. coli або Campylobacter) зазвичай виявляється в кишечнику домашньої худоби. Він викликає харчові інфекції через забруднені м'ясні й молочні продукти, які викликають кишкову лихоманку та можуть призвести до серйозних, небезпечних для життя інфекцій.

Описавши більше 30 окремих білків, що складають його ротаційно-моторний механізм (близько 50 у всьому жгутику), Мінних зауважив, що базальне тіло джгутика виробляє токсичну секрецію, коли бактерія знаходиться в стані стресу. Якщо Yersinia зберігалася «щасливою» при температурі 20 C (68 ºF) і в добрих умовах навколишнього середовища (тобто з низьким осмотичним вмістом солей), то базальне тіло виробляло гачок та нитку — частини джгутика, які залишилися. Мінних передбачив зі своїх генетичних досліджень, що хороший дизайн буде використовуватися для різних цілей, таких як інженерні структури, які виконують подвійні функції. Це хороша генетична ефективність або оптимальний генетичний дизайн (мінімальне співвідношення витрат і вигод). Ще до того, як спостерігати це в людей, він передбачив, що це відбудеться.

Yersinia була досить рухомою в своєму середовищі та могла просувати свій роторний двигун зі швидкістю до 100 оборотів у хвилину. З іншого боку, якщо Yersinia інкубувала при 37 ºC (98,6 ºF) (або іншого стресового середовища з високим вмістом солі), базальне тіло діяло як «пушка», роблячи різкий токсин. (Його технічна назва-система секреції типу III. Більш детально вона описана в статті «Походження інфекційного захворювання»). При спостереженні за клітинами шлунково-кишкового тракту було відзначено, що вони уникають поглинанню макрофагами. У свою чергу, Yersinia випустила знаряд, щоб не бути з'їденою захисниками людського тіла. Корисність дизайнерської моделі (замість дарвінівської) не тільки дала хороші наукові результати, а й має практичне значення для медичної мікробіології та клінічної медицини. Тут ми бачимо докази того, що дизайнерські моделі точно пророкують біологічні результати. Роздуми про задуми Бога й відкритість ідеї про те, що Творець створив біологічні структури з певною метою, є ключем до успіху у вивченні біології. Докази, а не еволюція. Творіння, а не випадковість. Теорія дизайну працює. Бактеріальний джгутик ― воістину одне з прокаріотичних чудес задуму Божого!

Yersinia enterocolitica: біологічний роторний двигун 

Сенсорний і моторний механізм бактерії E. coli складається з ряду рецепторів, які спочатку виявляють концентрації різних хімічних речовин. Вторинні компоненти витягують інформацію з цих датчиків, яка, у свою чергу, використовується в якості вхідних даних для механізму вимірювання градієнта. Вихід цього механізму використовується для управління набором реверсивних обертових двигунів з постійним крутним моментом, які передають свою енергію через мікроскопічний привід і просувають спіральні джгутики від 30000 до 100000 об/хв. Ця високоінтегрована система дозволяє бактерії мігрувати зі швидкістю приблизно десяти довжин тіла в секунду.

Як швидко бактерії переміщаються зі своїми джгутиками? Деякі з них були «синхронізовані» зі швидкістю до 100 мкм в секунду, або еквівалент 50 довжин тіла в секунду. Для порівняння, бактерії пересуваються в два рази швидше гепарда, найшвидшого з відомих тварин. Гепарди, які біжать до 70 миль на годину, йдуть лише 25 довжин тіла в секунду. Як правило, бактерії з полярними джгутиками рухаються швидше, ніж бактерії з перітріхозними (багатьма) джгутиками.

Складність бактеріального джгутика є прямим доказом проти неодарвіністської еволюції. Всі переплетені частини тіла вказують на розумного Творця. На початку 1990-х років доктор Майкл Бехе виступав за розумний дизайн людського тіла. Його аргумент називається принципом незменшуваної складністі. Щоб проілюструвати складну природу цього принципу, треба поглянути на дизайн водіння.

Водіння по дизайну: уроки плавання EColi


 Ілюстрація сенсорного й моторного механізму кишкової палички

Мікробіологію цікаво вивчати, тому що поведінка E. coli стає все більш складною. Недавнє спостереження виводить аргумент мікробів по дизайну на наступний рівень, описуючи, як нові дослідження дозволили зрозуміти, як E. coli «управляє» більш впорядковано, ніж деякі люди. Гарвардські дослідники нещодавно виявили, що кишкова паличка плаває на правому боці. Рух кишкової палички не є випадковим; він спрямований, упорядкований і нагадує один з шаблонів автомобільного руху (або навіть схем мурашиного руху). Коли клітини обмежені мікроканалами з м'якими агаровими підлогами з гідрогелів, вони переважно плавають на правій стороні й ближче до підлоги гелів. Бактерії, як відомо, мають траєкторії за годинниковою стрілкою (кругові траєкторії вздовж поверхонь); але у вільному розчині вони плавають по випадкових траєкторіях блукання. Всі ці функції, здається, кричать: «Створення! Дизайн!»

З людського погляду, правильне водіння, щоб уникнути нещасних випадків, вимагає навчання водія, вміння та практику. Все це, звичайно, не з'являється випадково та ненавмисно. У недавній статті показано, що кишкова паличка рухається з правого боку, що означає, що при розміщенні у вузьких роздвоєних трубках вони з більшою ймовірністю будуть плавати вгору по правій вилці через напрямки проти годинникової стрілки, в якому обертаються джгутики. Це більше, ніж просто «цікавий факт» інформації; це може мати клінічні наслідки для інфекцій сечовивідних шляхів. Кишкова паличка може також спільно переміщатися по поверхні, це називається плаванням. Під час тривалих періодів міграції бактеріальні клітини краще переміщаються по поверхні гелю, ніж по твердій поверхні. Це спостереження в поєднанні з можливістю спрямованого руху може дозволити провести нові дослідження поведінки факторів, що сприяють бактеріальної патогенності.

 

Автор: доктор Алан Л. Гиллен

 Дата публікації: 19 червня 2015 року

 Джерело: Answers In Genesis


Переклад: Горячкіна Г.

Редактор: Недоступ А.


Написати коментар