Найти тему
Scientist Biologist

Можно ли бактериальным жгутиком опровергнуть эволюцию?

Оглавление

Всем привет. Сегодня мы поговорим об аргументации отрицателей эволюции. Про самые глупые их аргументы я уже писал статью, теперь разберём менее глупый аргумент, который использовали различные креационисты даже на различных судах и который можно услышать до сих пор. В частности, в псевдонаучном фильме « Расшифровывая тайну происхождения жизни», в котором якобы группа микробиологов решила оспорить СТЭ, и в качестве основного аргумента лежит как раз бактериальные жгутик и «неупрощаемая сложность».

Суть аргумента

Бактериальный жгутик является довольно сложной системой, которая, несмотря на отсутствие клеточного строения, имеет достаточно много компонентов, без которых жгутик работать не может. Креационисты дали этому явлению название «неупрощаемая сложность».

Схема строения бактериального жгутика
Схема строения бактериального жгутика

Казалось бы ну сложно, и что? И вот креационисты поняли, что да, на одной сложности не выехать, и добавили ещё, что в основе эволюции лежит постепенное изменение организма, а так как бактериальный жгутик не работает при отсутствии даже одного из компонентов, то и эволюционировать он не мог. Данный аргумент является, наверное, вторым по популярности среди креационистов после требования предоставить переходную форму между крокодилом и уткой. Его даже использовали на некоторых судах, дабы продвинуть креационизм как научную дисциплину, но креационисты проиграли.

Сложность - препятствие для эволюции?

Начнём с простого. Сложность жгутика — вовсе не препятствие для эволюции, нет абсолютно никаких ограничений, из-за которых любая сложная система не может сформироваться эволюционным путём. Часто к этому аргументу добавляют миф о «миллионах лет», которые якобы необходимы эволюции, что развить какое-то изменение. Но на деле всё не так, никакие миллионы лет эволюции не нужны и никогда нужны не были, все изменения вполне могут произойти и рамках одного поколения. Миллионы лет могут понадобиться, чтобы появилось то или иное условие среды, в котором естественный отбор отберёт ту или иную мутацию. А уж появится эта мутация довольно быстро. Однако в случае с бактериальным жгутиком никаких «миллионов лет» не нужно и в помине, а наоборот, это почти неизбежное и необходимое изменение, которое даёт бактериям большие преимущества, возможность перемещения. А ведь это и поиск питательных веществ, возможность создавать биоплёнки в кишечнике макроорганизмов, сосуществуя с ними в симбиозе, ну а патогенные бактерии благодаря жгутикам способны перемещаться непосредственно к органам, которые они заражают. Поэтому жгутик является фактором вирулентности патогенных бактерий.

Факторы вирулентности Helicobacter pylori
Факторы вирулентности Helicobacter pylori

Именно поэтому эволюция бактериального жгутика, во-первых неизбежна, а во-вторых, никаких «миллионов лет» ей не нужно и в помине.

Как шла эволюция бактериального жгутика?

Если бы данная концепция была хоть сколько-нибудь правдой, то логично предположить, что науке было бы неизвестно происхождение данного органоида. Однако это вовсе не так.

На этот вопрос удалось ответить ещё Чарльзу Дарвину в 6 издании «Происхождения видов». Дарвин подчеркнул важность в эволюции изменения функции, когда тот или иной орган меняет свою функцию. Дарвин привёл множество примеров происхождения сложных систем путём функционального сдвига, а общепринятой эволюционной моделью бактериального жгутика считается модель Николы Матцке.

Изначально у бактерий была только пора, которая позволяла белкам выходить в пространство между мембранами. Однако все белки выпускать бактерии не надо, поэтому к поре присоединилось несколько других белков, которые позволяли проходить через пору лишь определённым белкам.

Чтобы сделать транспорт белка активным, присоединилась АТФ-синтаза. Следующими стали секретины, которые позволили белку выходить во внешнюю среду. И получилась у нас эволюция системы, которая позволяла активно транспортировать белок как к мембранам, так и за пределы клетки.

Теперь, когда можно выводить белки на поверхность внешней мембраны, появляются белки адгезии, которые позволяют бактериям прикрепляться к внешним субстратам и поверхностям. Чем длиннее будет комплекс таких белков, тем больше шансов у бактерии удержаться, а прикрепление к внутренней мембране делает данный комплекс прочнее. Способность данного комплекса к движению также помогала найти субстрат.

Это первый функциональный сдвиг. Из органоида для транспорта белков возник органоид для прикрепления бактерии к субстратам. Ну и вот только теперь начинается заключительный этап эволюции бактериального жгутика.

Конечно, прикрепляться к внешнему субстрату это хорошо, но вот что делать, если тебе не повезло прикрепиться к уже густозаселённому району, в котором за пищу идёт сильная конкуренция? Или ещё хуже, к какому-нибудь району, где пищи нет совсем.

Тут на помощь бактериям пришла Tol-Pal, соединение её с этим комплексом позволило бактерии его вращать, но слабо. Однако этого вполне хватало, чтобы хоть как-то перемещаться в пространстве и покидать неблагоприятные районы. Однако было бы неплохо усилить вращение, и тогда из секретина образуются два кольца, которые позволяют жгутику свободно вращаться.

Ну и осталось последнее — необходимо передавать сигналы о том, когда нужно вращаться, а когда не нужно. Для этого прикрепились специальные белки, которые и позволили сделать это вращение контролируемым. И вот так у нас получился не только жгутик, а аж три органоида: пора, белки поверхности, жгутик. Все эти три системы имеют гомологичные белки (одно происхождение, разные функции), поэтому ничего невозможного в эволюции бактериального жгутика нет.

Заключение

Ну и в заключение оставлю ссылку на работу Николы Матцке и видео, в котором эволюция бактериального жгутика показана наглядно:

P.S. Если нашли в статье ошибку

Если вы нашли в статье ошибку (неверно назван термин или описан процесс), сообщите об этом в комментариях, информация будет исправлена

Наука
7 млн интересуются