Генетика та мікросвіт
Креацентр > Статті > Генетика та мікросвіт > Як з’явились мікроби?

Як з’явились мікроби?

Засоби масової інформації часто пишуть про еволюцію нових штамів мікробів, які можуть викликати хвороби. Нові захворювання, такі як гемолітичний уремічний синдром, викликаний кишковою паличкою, некротичний стрептокок, метицилін-резистентний золотистий стафілокок (MRSA), антибіотикорезистентна малярія й пташиний грип — все потрапляє в заголовки національних газет. З кожним роком заголовки новин показують, що якийсь новий спалах хвороби «еволюціонував» і загрожує тисячам життів. У 2005 році новину «Пташиний грип загрожує Землі» було передано по всій країні, що змусило багатьох людей хвилюватись. Поява нового штаму (H5N1) грипу може поставити під загрозу життя мільйонів людей.

Ще одним з таких розповсюджених та загрозливих захворювань є MRSA, який є новим штамом золотистого стафілокока; він стійкий до метициліну й тому є дуже важким для лікування. Отже, він стає величезною прикрістю та недугою для того, хто заражений. Темпи розвитку стійкості до антибіотиків від невиліковних інфекцій, які виникають, швидші, ніж темпи виробництва ліків.

Чи є мікроби прикладами еволюції? Чи є вони фактами еволюції? Невже Бог створив мікробів помилково? Чи є вони випадковостями еволюції, що вийшли з первинного бульйону?

По-перше, ці заголовки новин про пташиний грип і стійкість до антибіотиків не є прикладами дарвінівської еволюції. Навпаки, вони є прикладами варіації, або зміни всередині «родів». Пізніше ми розглянемо, як та чому ці приклади незначних змін (варіацій в межах роду) в мікробах можуть викликати захворювання. По-друге, мікроби — це не помилка Творця й не випадкова подія еволюції. Мікроби не тільки спочатку були створені для нашого блага (і біосфери), але їхній дизайн також демонструє творчість, різноманітність, інтелект і красу. Лише невелика частина мікробів (п'ять відсотків бактерій) відображають розпад і виродження від первісного плану. Хвороба не була початковим задумом Творця, а скоріше стала відображенням гріха людини, прокляттям, накладеним на природу.

Невидима сила

Мікроорганізми — цей термін не новий для пересічної людини. Ці «маленькі тварини», «стрибаючі й маленькі звірятка» та «крихітні вугрі», як назвав їх Левенгук, — істоти невидимого світу. Вони можуть бути як нешкідливі чи навіть корисні, так і шкідливі. Незалежно від того, наскільки ефективною є презентація про мікроби, чи на скільки вона вселяє тремтіння, кожна людина розглядає їх по-різному. Можливо, ви не цікавилися мікробіологією й вважали, що це черговий предмет, не більш значущий, ніж інші. Проте мікроби сильно впливають на наше життя, визнаємо ми це чи ні. 

Мета цієї статті — показати, як життя та мікроби нероздільні. Мікробний світ одночасно дивний і приголомшливий. Це дивно, тому що він містить величезну різноманітність форм життя. Мікробний світ приголомшує, тому що ми рідко розуміємо, як такі крихітні організми впливають на наш власний світ, і ми також випускаємо з уваги елегантність їхнього дизайну.

Бактерії зустрічаються по всій Землі, від екватора до полюсів, і в даний час є найбільш поширеним типом мікроорганізмів. Можливо, важко повірити, що такі маленькі істоти можуть бути такими динамічними. Вони оточують нас, навіть коли ми говоримо. Вони знаходяться в нашій воді, молоці, йогурті, сирі, м'ясі та інших продуктах. Ми ніколи по-справжньому не усвідомлюємо їхню важливість, поки з нами щось не піде не так. Ми хворіємо, а потім хочемо дізнатися що-небудь про «жучка». Ми хочемо прийняти першу таблетку або антибіотик, щоб вилікувати нашу хворобу.

Гриби, найпростіші й віруси, як і бактерії, складають невидимий світ. Вони також є частиною нашого повсякденного життя. Ми використовуємо дріжджі в нашому хлібі. Найпростіші водяться в нашому ставку та акваріумі. Віруси тепер відповідальні за нову й широко розрекламовану епідемію — пташиний грип. Проте мікроорганізми також невіддільні від нашого світу й повинні розглядатися як такі, що мають відношення до нашого життя. 

Яким був би світ без невидимого рівня мікроорганізмів? Ряд статей призначені для того, щоб зробити освідченого непрофесіонала й студента обізнаним про невидимий світ мікробів. Також буде тут буде висвітлено біблійний погляд на мікробіологію. Почніть думати про те, що невидиме має відношення до нашого світу, і отримаєте уявлення про чудовий дизайн мікробів.

Що таке мікроб?

Термін «мікроб» вперше був використаний у 1878 році для опису «надзвичайно дрібних живих істот». У той час це визначення застосовувалося головним чином до однієї з основних категорій мікробів — бактерій. До 1878 року вчені, в тому числі Луї Пастер, використовували різні терміни (наприклад, animalcules, infusoires і germs) досить вільно, щоб позначити дуже маленькі організми, які їх цікавили. Було неясно, чи належать мікроби до тваринного чи рослинного царства, або до абсолютно іншого. 

Ранні біологи також не до кінця розуміли масштаби життя на землі в тому вигляді, в якому ми його знаємо сьогодні. Видимий вплив мікробів на вищі рослини й тварин, проте, був звичайним і очевидним задовго до того, як існування мікробів було відкрито в XVII столітті. Вплив був особливо очевидний, коли його наслідки були шкідливими, наприклад від інфекційного захворювання, і іноді розглядалися як надприродні події або таємничі, «спонтанні» явища. Логічні пояснення інфекційних захворювань та інших проявів мікробного життя повинні були чекати на дві події: прийняття концепції існування невидимих мікробів і відчутних доказів їхньої реальності. Кілька вчених-креаціоністів, включаючи Антоні Левенгука, Роберта Гука, Луї Пастера та Джозефа Лістера, зіграють свою роль у розробці концепції їхньої реальності та в доведенні того, що саме мікроби викликають хвороби.

У найбільш ранніх спостереженнях бактерій, грибів і найпростіших «інфузорії» був найпоширенішим терміном, який використовували для цих істот. Це відбувалося тому, що перші культури мікроскопічних організмів були зроблені з настоями, які складалися з води з додаванням сіна, соломи й грунту. У 1879 році французький вчений Шарль Е. Седийо придумав термін «мікроб». Він включав в себе будь-яку живу істоту, яка має бути збільшена мікроскопом. Традиційно, мікроби були описані як організми, що вільно живуть, які настільки малі (менше ніж близько 100 мікрометрів [мкм]), що їх видно тільки під мікроскопом; проте деякі мікроби досить великі, щоб їх можна було побачити неозброєним оком. 

Найменші бактерії ледь досягають довжини 0,2 мкм, але гігантські бактерії і найпростіші можуть бути довжиною 1 мм, або навіть більше. Мікроби — це або прокаріоти (клітини, позбавлені справжнього ядра), або еукаріоти (клітини з дійсним ядром). Еукаріотичні мікроби, крім водоростей і грибів, в сукупності називаються протистами. До них належать найпростіші та слизові цвілі. Фактором, що викликає ускладнення, є те, що деякі мікроби особливо важко визначити, почасти тому, що у них є великі родичі. Наприклад, дріжджі — це, звичайно, мікроби, а от гриби — ні, але обидва є грибами.

Наскільки малі мікроби?

Мікроби дуже маленькі. Об’єм типової бактерії становить всього близько 1 мкм3, приблизно 1/1 000 об’єму людських клітин, як-от клітини щоки. Проте існує великий діапазон розмірів серед бактерій; це показує, що Творець любить різноманітність. Деякі види значно крупніші, в той час як інші менші, ніж середнє значення. 

Один вид (Epulopiscium fishelsoni), що живе в кишківнику риби-хірурга, величезний! Він має довжину більше 0,5 мм, і його можна розгледіти неозброєним оком. Він приблизно в три рази більший за Парамеції (Paramecium). Діапазон в об’ємі від найменших до найбільших відомих бактерій значно перевищує один мільйон разів. Тому розмір не завжди є гарним способом відрізнити прокаріотів від еукаріотів. Крім того, деякі морські водорості мають близько 1 мкм в діаметрі; вони є найменшими відомими еукаріотами, в межах діапазону більшості прокаріотів. Проте, як правило, є правильним твердження, що більшість прокаріотів менші, ніж еукаріотичні клітини.

Чому мікроби мають значення?

Так чому ж ми повинні вивчати мікробіологію? Нова й оновлена інформація про мікробіологію постійно формує наше життя, особливо щодо охорони здоров'я нашого суспільства. Це допомагає нам зрозуміти інфекційні захворювання й кращі способи їхнього лікування. 

Мікроби приносять користь нашому життю в навколишньому середовищі та забезпечують основу для багатьох наших ферментованих продуктів. Вони також розповідають нам про роботу Творця; Його складний дизайн простягався до найменших істот у нашому світі. Символом руху Розумний Задум є бактеріальні джгутики. Крім того, мікроби допомагають нам розпізнати та зрозуміти різні принципи в Біблії.

Чи є мікроби помилками Творця?

Мікроби були розроблені як крихітні, складні машини, які виробляють продукти харчування, вітаміни та необхідні матеріали для підтримки життя. Вони є забезпеченням Творця для переробки цінних поживних речовин і створення корисних продуктів для людини. Засоби масової інформації публікують багато статей про мікроби, що викликають хвороби, але лише деякі видання обговорюють їхню корисність. У багатьох людей складається враження, що мікроби шкідливі, і вони бояться їхнього практичного вивчення. Ми називаємо це відношення микробофобією, або боязню мікробів. 

Насправді, лише близько п'яти відсотків всіх бактерій є патогенними. Більшість бактерій корисні, а деякі навіть необхідні для життя людини. Багато мікробіологів стверджують, що бактерії та інші мікроби були «обмовлені» у засобах масової інформації. Бактерії виробляють продукти, які використовуються кожен день; багато продуктів, такі як йогурт, створюються дією мікробів. І навіть день навряд чи може пройти без використання деяких з цих продуктів.

Без нашої кишкової флори ми б не вижили. Насправді, якщо кишкові мікроби не присутні на початку нашого життя, поверхня кишечника не розвивається нормально. Поверхня залишилася б гладкою, і не розвивалися б килими з виступів, які називаються мікроворсинками. Ми повинні були б пристосуватися до життя зі значно зниженою здатністю поглинати воду та поживні речовини. 

Кишкові бактерії забезпечують наш організм вітаміном К, вітаміном В12, тіаміном і рибофлавіном, які необхідні для нормального функціонування організму. Бактерії кишкової мікрофлори також стимулюють лімфовузлоподібні структури, які називаються пластирами Пейєра, що містять лімфатичну тканину та забезпечують захист кишечника, навіть допомагаючи запобігти раку товстої кишки. Мікроорганізми підтримують надзвичайно конкурентне та закрите співтовариство, що створює складнощі для вторгнення патогенів.

За словами доктора Джея Уайла, додаткові докази того, що мікроби не є помилкою Творця, отримані в результаті великого експерименту під назвою «Біосфера-2». Команда вчених спробувала спроектувати й побудувати автономну систему (тобто Біосферу 2) для підтримки життя. «Біосфера-2» була задумана як мікрокосм життя на землі, яка містить безліч тварин і рослин; вона повинна була бути повністю самодостатньою. 

Біологи витратили сім років і 200 мільйонів доларів на проектування та будівництво герметичного, закритого об'єкта, який охоплює 3,15 акра в Арізоні. Незважаючи на все найкраще, що могли запропонувати технології і наука, «Біосфера-2» не могла підтримувати життя навіть протягом двох років! Приблизно через рік і чотири місяці рівень кисню не міг підтримуватися. Їм довелося почати закачувати кисень зовні. 

Багато видів тварин, які були поміщені у «Біосферу-2», вимерли, в той час як популяції інших процвітали. Зрештою, проект зазнав невдачі. Принаймні, одна з причин цієї невдачі полягає в тому, що вчені, які розробили «Біосферу-2», не взяли до уваги неймовірно важливу роль, яку відіграють бактерії та інші мікроби в створенні світу. Оскільки ці мікроорганізми не були присутні в потрібних кількостях, «Біосфера-2» не могла підтримувати себе.

Фото: зовнішній вигляд комплексу «Біосфера-2»

Такий результат не став несподіванкою для мікробіологів. Планета Земля являє собою складну мережу з сотень мільйонів процесів, які працюють разом, щоб підтримувати життя. Найкращі дизайн, таланти і технології, які є у людей, ніколи не зможуть імітувати те, що Земля робить природним чином. Чому? Відповідь дуже проста. Дивовижний Творець і Підтримувач життя створив Землю. Він міг передбачити всі потреби життя, навіть крихітні бактерії, необхідні для його підтримки. Обмежені людські створіння, з іншого боку, просто не мають можливості проектувати й створювати те, що спроектував і створив Бог, навіть у дуже малому масштабі. 

«Біосфера 2» зазнала невдачі, і вона різко контрастує з величчю й витонченістю Божого творіння. Так що, насправді, мікроби не помилка, коли вони спроектовані Творцем!

Чудові мікроби

Про бактерії говорили погане з того часу, як вони були вперше виявлені. Люди підозрювали, що організми, які були такі малі, повинні були робити щось «погане». Багато хто вважав, що всі ці бактерії були «мікробами». Новин про те, що вони викликали хвороби, було більш ніж достатньо, щоб підтримувати поганий імідж. Бажанням багатьох людей було «вбити бактерії». До недавнього часу мало хто знав, що знищення всіх бактерій в нашому організмі може насправді вбити нас. Люди залежать від бактерій протягом всього життя, як-от Escherichia coli - кишкова паличка, яка допомагає перетравлювати нашу їжу.

Протягом багатьох років корисні аспекти бактерій були або невідомі, або не набули широкого розголосу. Сьогодні ми знаємо корисні аспекти бактерій. Бактерії використовуються для додання смаку й аромату молочним продуктам, таким як маслянка, масло та коров’ячий сир (рос. творог), які необхідні для виробництва твердого сиру. Йогурт, дуже популярна сьогодні здорова їжа, виробляється в результаті додавання лактобактерій у зіпсоване молоко. Інші немолочні продукти, виготовлені за допомогою бактерій — це оцет, білизна, мотузка та антибіотики.

Іншим корисним аспектом бактерій є те, що вони володіють здатністю руйнувати рослини, тварин та інші речовини в природі. Якби бактерії не переробляли поживні речовини, сотні років на землі лежали б мертві рештки рослин і тварин. Який би це був жахливий сморід! Бактерії не тільки руйнують тіла, але й допомагають переробляти такі важливі елементи, як вуглець, азот, кисень і водень через біологічне співтовариство. Бактерії необхідні для підтримки балансу в екосистемі.

У промисловості бактерії використовуються для очищення стічних вод. У великих резервуарах, відкритих для повітря, кілька видів аеробних бактерій розкладають стічні води. Також бактерії використовуються в промисловому виробництві амінокислот. Одна з важливих аспектів використання бактерій знаходиться в області генетики. Використовуючи методи, які рекомбінують ДНК з різних джерел, бактерії виробили безліч сполук, таких як інсулін, гормон росту людини й вакцини проти хвороб ніг та ротової порожними. Яким був би світ без бактерій?

Маючи недавнє минуле

Будь-яка змістовна дискусія про творіння та еволюцію повинна включати мікробів. Згідно з дарвіністами, життя почалося з мікробів, і такі одноклітинні організми володіли планетою протягом приблизно 80 відсотків часу існування життя на землі. Звичайно, еволюціоністи не знають природи або місцезнаходження «первинного бульйону» (або того, що Чарльз Дарвін назвав «теплим маленьким ставком»), де розпочалося життя, але вони думають, що мікроби були першими клітинними формами життя, які виникли та процвітали. Будучи настільки «стародавніми», мікроби дуже довго еволюціонували й розвивали основні метаболічні механізми, які зробили можливою всю решту життя. Саме так історія еволюції говорить нам, що мікроби прийшли, щоб зайняти велику різноманітність екологічних ніш, у тому числі деякі з них, які здаються неймовірними з людського погляду. Мікроби ростуть в мерзлій тундрі, у водах, температура яких вище точки кипіння (за високого тиску), у сильних кислотах й лугах, а також у концентрованому розсолі.

Скам'янілості мікроорганізмів мізерні, але разом з геномною інформацією еволюціоністи кажуть нам, що мікроби рано диверсифікувалися у велике розмаїття форм і стилів життя. Прокаріоти ймовірно були одні на землі протягом приблизно двох мільярдів років (на думку еволюціоністів, протягом половини часу існування життя на Землі), після чого виникли еукаріотичні мікроби. На думку дарвіністів, багатоклітинні організми виникли лише близько 750 мільйонів років тому. Прокаріоти є так званими предками всіх інших форм життя. Всі еукаріоти, від простих дріжджів і водоростей до людини, походять від прокаріотичних попередників.

Отже, де мікроби вписуються в історію створення? Чи були вони створені разом з іншими рослинами й тваринами в перший тиждень творіння, або вони були створені пізніше після гріхопадіння та є результатом «прокляття»? Біблія говорить: 

І сказав Бог: нехай виростить земля траву, траву, що дає насіння, і плодове дерево, що за родом своїм дає плід, чиє насіння само по собі, на землі; і було так. І земля справила траву, траву, що приносить насіння за родом своїм, і дерево, що приносить плід, чиє насіння було само по собі, за родом своїм: і побачив Бог, що це добре (Буття 1:11-12). 

Слово «рослина» використовувалося для опису мікробів аж до середини 1800-х років.

Пастер й походження мікробів

Відкриття мікроорганізмів поставило інтригуюче питання: «Звідки взялися ці мікроскопічні форми?» Протягом тисяч років ідея спонтанного зародження припускала, що організми, такі як крихітні черв'яки, можуть виникати спонтанно з неживого матеріалу. Ця ідея почала впадати у немилість після знахідок Франческо Реді. 

Простим експериментом він переконливо продемонстрував, що черв'яки, виявлені у м'ясі, що гниє, походять з яєць мух, а не безпосередньо з гнилого м'яса, як вважали прихильники спонтанного розмноження. Щоб довести це, він просто накрив м'ясо марлею, досить тонкою, щоб мухи не відкладали свої яйця. Ніяких черв'яків не з'явилося. 

Незважаючи на висновки Реді, ідею спонтанного зародження було важко спростувати, і знадобилося ще близько 200 років, щоб відкинули цю ідею. Оскільки марля, яку використовував Реді, не могла запобігти розвиток мікроорганізмів, потрібні були нові експерименти, щоб спростувати теорію.

Традиційний експеримент, покликаний визначити, чи можуть мікроби виникнути з неживого матеріалу, складався з кип'ятіння органічного матеріалу в посудині для стерилізації, а потім герметизації посудини, щоб запобігти попаданню в нього повітря. Якщо розчин ставав каламутним після стояння, то можна було укласти, що мікроби повинні були виникнути з органічного матеріалу в посудині, таким чином підтримуючи теорію спонтанного зародження. На жаль, цей експеримент не розглядав кілька альтернативних можливостей: що колба може бути неправильно закоркована, що мікроорганізми можуть бути присутніми у повітрі і що кипіння не може вбити всі форми життя. Тому не дивно, що різні дослідники отримували різні результати, коли проводили цей експеримент.

Експерименти Пастера і біогенез

Одним з перших біологів, які зробили багато для спростування теорії спонтанного зародження, був французький хімік Луї Пастер, якого багато хто вважає батьком сучасної мікробіології. У 1861 році Пастер опублікував спростування спонтанного зародження, яке було шедевром логіки. По-перше, він продемонстрував, що повітря наповнене мікроорганізмами. Він зробив це, фільтруючи повітря через ватну пробку, захоплюючи організми, які потім досліджував за допомогою мікроскопа. Багато з цих спійманих організмів виглядали мікроскопічно ідентичними тим, які раніше спостерігалися іншими у багатьох інфузій. 

Настої — це рідини, які містять поживні речовини, в яких можуть рости мікроорганізми. Пастер далі показав, що якщо бавовняну пробку потім опустити в стерилізований настій, вода стає каламутною, тому що організми швидко розмножуються. Найбільш примітно, що експеримент Пастера продемонстрував, що стерильні настої залишаться стерильними в спеціально сконструйованих колбах, навіть якщо їх залишити відкритими для повітря. Організми з повітря осідали у вигинах і боках цих лебединих колб, ніколи не досягаючи рідини на дні колби. Тільки коли колби були нахилені, бактерії могли увійти в рідину й почати розмножуватись. 

Такі прості й витончені експерименти поклали кінець міркуванням про те, що нагріте повітря, або самі настої, містять «життєву силу», необхідну для мимовільного зародження.

Біогенез

Теорія біогенезу стверджує, що життя може виникнути тільки з іншого життя. Ця ідея дуже схожа на принципи 1-го розділу Буття: життя породжує життя, і ПОДІБНЕ ПОРОДЖУЄ ПОДІБНЕ. Проте еволюціоністи вважають, що в свій час життя дійсно виникло спонтанно. Добре відомо, що Луї Пастер виступав проти доктрини спонтанного зародження, і він навів переконливі докази проти неї. Пастер вважав, що ідея мимовільного зародження не вписується в уявлення про Бога як Творця життя. Він припустив, що для отримання нового життя повинно бути якесь створене життя, яке раніше існувало. Прочитайте переклад слів Пастера на цей рахунок:

Ось чому проблема мимовільного зародження є всепоглинаючою та надзвичайно важливою. Це сама проблема життя та його походження. Викликати спонтанне зародження означало б створити зародок. Це було б створенням життя; це було б вирішенням проблеми його походження. Це означало б перехід від матерії до життя через умови навколишнього середовища й матерії. Бог як Автор життя тоді більше не був би потрібен. Матерія замінить Його. Бога треба було б закликати тільки як Автора рухів Всесвіту.

Виголошуючи промову про свій нині відомий експеримент, який демонструє, що бактерії не виникають спонтанно в стерильних флаконах з культурами, Пастер сказав: 

Ніколи доктрина мимовільного зародження не оговтається від смертельного удару цього простого експерименту!

Пастер не тільки спростував ідею про те, що ми можемо отримати щось з нічого, але й довів, що життя має прийти з іншого життя, або від Автора життя. Це невдовзі призвело до розуміння як профілактики захворювань (з використанням асептичних методів), так і мікробної теорії хвороби. 

Пастер продемонстрував, що інфекційне захворювання не виникає спонтанно як «міазми», а скоріше є результатом мікробів, що викликають хворобу. Пізніше Джозеф Лістер, християнський лікар і креаціоніст, розвинув ідею використання асептичних методів у хірургії. Ідея біогенезу передувала асептиці, мікробній теорії хвороби. Креаційне мислення, оскільки воно охоплює істину (і Боже благословіння), часто приводить до застосування цих ідей на практиці, в тому числі в світі медицини




Автор: доктор Алан Л. Гіллен

Дата публікації: 29 травня 2015 року

Джерело: Answers In Genesis


Переклад: Горячкіна Г.

Редактор: Недоступ А.

Науковий редактор: Тупчієнко В.

Вас також може зацікавити: