Zoologger:Bug是一种自行推进的开瓶器

 作者:逄勒     |      日期:2019-02-04 03:05:01
作者:Michael Marshall物种:Synechococcus,许多物种栖息地:在海洋阳光照射的上层莫名其妙地游泳,许多淡水体大多数人都记得他们的第一次游泳课它涉及在浅端无能为力地飞溅,可能还有橙色的充气臂带,以帮助你漂浮,并且通常无处可去这有点令人尴尬现在想象一下,没有胳膊或腿这就是细菌必须做的事情,但它们还有其他的东西:鞭毛,一种旋转螺旋桨,驱使它​​们通过水有许多不同的类型,但它们都有一个自由旋转的轴 - 并驱动创造论者坚果但是最常见的细菌之一没有鞭毛,但它仍然可以以每秒25微米的完美可怜的速度游泳 Synechococcus看起来应该快速卡住但它可能有一个秘密的引擎:一个巨大的弯曲的吸管在它的整个身体内部运行 Synechococcus遍布世界各地,是许多食物链的基础它的基因组在2003年测序,但尽管有这些详细的知识,没有人知道它是如何移动的加州大学伯克利分校的乔治奥斯特现在说他可能有解释在内华达州里诺的特拉基梅多斯社区学院的Kurt Ehlers,他意识到答案可以在一个非常不同的物种中找到:一种粘液细菌 Myxococcus xanthus生活在土壤中,所以它不需要游泳,但它会沿着表面滑动那是因为它的细胞内有一个螺旋状的蛋白质,沿着整个长度运行并向上推到外壁效果就像你在理发店外看到的红白条纹两极由蛋白质制成的小型马达沿着螺旋的长度移动当它们靠在细胞壁上时,它们会迫使螺旋旋转这在外壁中产生波浪,从细胞的前部延伸到后部,沿着表面推动它(美国国家科学院院刊,DOI:10.1073 / pnas.1018556108)奥斯特和埃勒斯认为,Synechococcus做同样的事情它在游泳时旋转,之前的研究表明沿着细胞表面行进的波浪可以将它向前推进更重要的是,如果外表面没有一种名为SwmA的蛋白质,它就无法游泳但是存在一个问题:沿着固体表面滑行比通过水游泳更容易旋转的螺旋可以产生足够的能量吗他们建立了一个带有螺旋线的细胞的数学模型,并计算了需要的表面波的大小,以及螺旋必须转动的速度他们发现表面波的振幅只有0.05微米,每秒移动73微米,在这种情况下,螺旋必须以186赫兹的速度旋转这令人鼓舞鞭毛马达可以比这更快地旋转 - 高达1700赫兹 - 尽管鞭毛当然比螺旋更小更轻更重要的是,Synechococcus的外壁可能有助于放大波浪 SwmA蛋白在外面形成一层,每一层都是60°角如果螺旋线移动到该层的晶粒上,则每个SwmA都会扭曲,并且所产生的表面波更大,从而产生更大的推力看起来大自然不仅仅是进化旋转轴:它还演变了一种自行开启的螺旋钻期刊参考:PLoS One,DOI:10.1371 / journal.pone.0036081关于这些主题的更多信息: