如果您問(wèn)什么生物結(jié)構(gòu)不像自然進(jìn)化的，那應(yīng)該就是細(xì)菌的鞭毛馬達(dá)。
大部分細(xì)菌都可以在需要的時(shí)候長(zhǎng)出鞭毛，然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)鞭毛來(lái)移動(dòng)自己，以便尋找食物和躲避危險(xiǎn)。
但是鞭毛的基座有一個(gè)生物界不尋常的結(jié)構(gòu)，正是它驅(qū)動(dòng)了鞭毛旋轉(zhuǎn)。
因?yàn)檫@個(gè)納米級(jí)基體像機(jī)械馬達(dá)一樣工作，因此被稱為鞭毛馬達(dá)。
圖：鞭毛馬達(dá)的結(jié)構(gòu)
鞭毛馬達(dá)無(wú)論是能量效率，還是運(yùn)行能力都秒殺所有人類制造的機(jī)械馬達(dá)。
它由一組蛋白質(zhì)構(gòu)成，包括幾個(gè)用于固定和支撐鞭毛的環(huán)，以及轉(zhuǎn)子和定子等常規(guī)馬達(dá)的結(jié)構(gòu)。
鞭毛馬達(dá)由質(zhì)子動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，質(zhì)子動(dòng)力是一個(gè)比較新的概念，它的原理就是細(xì)胞通過(guò)新陳代謝產(chǎn)生濃度梯度，質(zhì)子天然會(huì)從濃度高的區(qū)域通過(guò)細(xì)胞膜轉(zhuǎn)向低濃度區(qū)域，而質(zhì)子跨膜過(guò)程會(huì)經(jīng)歷勢(shì)能轉(zhuǎn)化，生物可以利用這個(gè)制造ATP。
圖：鞭毛馬達(dá)質(zhì)子動(dòng)力示意圖
對(duì)于鞭毛馬達(dá)而言，定子結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)將質(zhì)子輸送過(guò)膜，這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的力矩使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)（大多細(xì)菌輸送的是氫離子，有一些則輸送納離子），并帶動(dòng)鞭毛。
轉(zhuǎn)子本身的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到每分鐘6000至100000次，但如果鞭毛上擁有鞭毛絲的話會(huì)大大降低鞭毛的實(shí)際轉(zhuǎn)速。
也正因?yàn)樗D(zhuǎn)速非?？欤约?xì)菌的移動(dòng)速度實(shí)際上非?？?，每秒能達(dá)到 60個(gè)體長(zhǎng)（也就是身體長(zhǎng)度的60倍），作為對(duì)比，獵豹的快速度是每秒25個(gè)體長(zhǎng)。
它不僅速度極快，它的調(diào)整方向也相當(dāng)快，只要轉(zhuǎn)子上一種蛋白質(zhì)略有變化，轉(zhuǎn)向就瞬間發(fā)生改變。
鞭毛馬達(dá)是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它只有當(dāng)所有這些蛋白質(zhì)都到位時(shí)才能運(yùn)行，所以一些人認(rèn)為生物不可能通過(guò)進(jìn)化獲得這種結(jié)構(gòu)，它甚至已經(jīng)成為創(chuàng)造論者的“吉祥物”。
但自然界就是這么神奇，不僅創(chuàng)造了鞭毛馬達(dá)，而且這種結(jié)構(gòu)還在生物中多次獨(dú)立出現(xiàn)。
比如現(xiàn)在的古菌類，它們也擁有鞭毛馬達(dá)，而且與細(xì)菌的鞭毛馬達(dá)物理結(jié)構(gòu)相似。
以前科學(xué)家認(rèn)為古菌和細(xì)菌的鞭毛馬達(dá)是共同起源的，但事實(shí)證明，這只是趨同進(jìn)化的結(jié)果而已。
古菌的鞭毛馬達(dá)與細(xì)菌的由眾多不同，明顯的就是它不是質(zhì)子動(dòng)力，而是依賴ATP。
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