La science moderne continue de révéler la complexité stupéfiante des structures et des organismes microscopiques. Par exemple, une cellule humaine unique, d'un diamètre de seulement 10 millionièmes de mètre, contient de nombreuses structures internes qui interagissent continuellement les unes avec les autres pour accomplir les tâches fondamentales de la vie. Même les cellules bactériennes simples comprennent diverses structures qui ont leurs propres composants disposés de manière complexe. Deux exemples fascinants de cette complexité sont les cils et les flagelles, qui accomplissent différents types de mouvements microscopiques. Les cils et les flagelles sont des appendices cellulaires capables de mouvements spécifiques. Le mouvement de ces appendices permet à la cellule de bouger ou de remplir des tâches spécifiques. Les flagelles sont des structures en forme de queue relativement longues qui sont capables de mouvements ondulatoires ou de rotation. Les cils sont de nombreuses projections plus courtes situées autour de l'extérieur d'une cellule. En battant à l'unisson avec un mouvement semblable à celui d'un fouet, les cils peuvent déplacer des cellules d'un endroit à un autre ou aider à transporter des substances externes.
Les cellules qui nagent
Flagella se divise en deux catégories générales : eucaryote et procaryote. Ces catégories se réfèrent au type de cellule auquel un flagelle est attaché. Les cellules eucaryotes sont présentes chez les animaux, les plantes et les champignons; les cellules procaryotes, qui sont plus petites et plus simples que les cellules eucaryotes, existent principalement comme des bactéries unicellulaires. Ces deux types de flagelles partagent le même objectif fondamental du mouvement cellulaire, mais les flagelles bactériens ont des fonctions supplémentaires liées aux types particuliers de mouvement qu'ils peuvent produire. Les flagelles eucaryotes présentent un mouvement «ondulant» ou ondulant qui sert principalement à propulser une cellule entière. Par exemple, les organismes eucaryotes unicellulaires connus sous le nom de protozoaires utilisent des flagelles pour nager dans les milieux aquatiques à la recherche de nourriture, et les cellules reproductrices dans les organismes multicellulaires utilisent des flagelles pour la locomotion nécessaire pendant le processus reproductif.
Un moteur bactérien
Les flagelles des bactéries, comme ceux des eucaryotes unicellulaires, permettent aux cellules bactériennes de se déplacer dans leur recherche de nourriture et d'un environnement favorable. Cependant, les détails fonctionnels des flagelles bactériens diffèrent grandement de ceux des flagelles eucaryotes. L'extension en forme de queue, ou filament, d'un flagelle bactérien est reliée par un segment crocheté à des protéines qui génèrent un couple. Ce moteur microscopique fait tourner le filament entier, ce qui déplace la bactérie d'une manière qui ressemble à la façon dont une hélice déplace un bateau à moteur. Ces flagelles spécialisés permettent à une bactérie de choisir entre un mouvement vers l'avant et vers l'arrière en changeant le sens de rotation du flagelle; ils permettent également un mouvement commun coordonné connu sous le nom de motilité d'essaimage et une action de rotation quelque peu aléatoire connue sous le nom de tumbling.
En comparaison avec les flagelles, les cils accomplissent une plus grande variété de fonctions cellulaires importantes. Les cils peuvent déplacer une cellule entière, mais lorsque des groupes de cils travaillent ensemble, ils peuvent également accomplir un mouvement régulier d'eau, de mucus et d'autres substances extra-cellulaires. Par exemple, les voies respiratoires humaines contiennent des cellules spéciales appelées cellules épithéliales ciliées. Ceux-ci travaillent ensemble avec des cellules caliciformes pour garder les poumons propres: les cellules caliciformes sécrètent des mucus, qui recueillent la poussière et d'autres contaminants, et les cellules ciliées utilisent leurs cils pour balayer ce mucus hors des poumons. Le flux abondant de mucus qui accompagne souvent les maladies infectieuses est la tentative de l'organisme pour éliminer les microbes pathogènes et leurs sous-produits toxiques. Cependant, les maladies graves peuvent stimuler une production excessive de mucus qui submerge les cellules ciliées, entraînant une accumulation de mucus problématique dans les organes respiratoires.
