Мотор, которому не нужна внешняя ось
Жгутик бактерии вращает не двигатель с топливом внутри привычного смысла, а молекулярный мотор в оболочке клетки. Через его неподвижную часть — статор — внутрь проходят заряженные частицы, чаще всего протоны. Поток ионов создаёт энергию для поворота ротора, связанного с жгутиком. Так клетка превращает разницу концентраций по обе стороны оболочки в механическое движение.
Между мотором и длинной нитью жгутика есть короткий гибкий участок. Он работает как шарнир: вращение передаётся нити, но та может изгибаться. У многих бактерий несколько жгутиков собираются в пучок и вместе толкают клетку; детали устройства различаются у разных видов.
Как бактерия меняет курс
Ровное вращение само по себе не гарантирует, что клетка движется к пище. Для навигации некоторые бактерии используют хемотаксис — изменение движения в ответ на химические вещества. Клетка сравнивает, становится ли вокруг больше привлекательного вещества или меньше вредного, и соответственно меняет работу мотора.
Когда жгутики вращаются согласованно, их пучок обычно удерживает бактерию на прямом участке пути. Перестройка вращения разрушает пучок, клетка кувыркается и выбирает новое направление. Если условия улучшаются, прямые участки становятся длиннее; если ухудшаются — чаще следуют новые повороты.
Так бактерия не прокладывает маршрут заранее и не «видит» цель. Она делает короткие пробные перемещения, а молекулярный мотор помогает чаще сохранять удачное направление. На масштабе одной клетки даже простое чередование движения и кувырков превращается в способ добраться до более подходящей среды.
