Mikrobioloogia uurib mikroorganismide identifitseerimist, eluviisi, füsioloogiat ja ainevahetust
Pilt: CDC Unsplashil
Mikrobioloogia on bioloogia haru, mis uurib mikroorganisme. Sõna pärineb kreeka keelest mikros , mis tähendab väikest ning bios ja logod , eluteadus. Seega hõlmab selle uuring lisaks mikroorganismide identifitseerimist, eluviisi, füsioloogiat ja ainevahetust lisaks nende suhetele keskkonna ja teiste liikidega.
Mikrobioloogia esilekerkimine
Mikrobioloogia tekkis hollandlase Antony Van Leeuwenhoeki 1674. aastal leiutatud mikroskoobi loomisel. Ta kasutas seadmeid mulla, sülje ja väljaheidete proovides mikroskoopiliste olendite vaatlemiseks, nimetades neid "animálculoseks". Leeuwenhoeki avastus tekitas olulise arutelu Maa päritolu üle.
Abiogeneesi teoorias ehk spontaanse põlvkonna teoorias oli Aristoteles kõige kuulsam kaitsja ja seda peeti kehtivaks kuni 19. sajandini. Selle teooria kohaselt oleks "animálculos" taimede ja loomade kudede lagunemise tulemus. Selle kooli kaitsjad uskusid, et elu tekib elututest esemetest.
Mikroskoobi avastamine ja muud mikrobioloogia uuringud võimaldasid tekkida biogeneesi teoorial, mis hakkas vastu seisma ideele, et toorainest võiks saada uus olend. Selle teooria kohaselt pärinevad kõik elusolendid teistest olemasolevatest elusolenditest, see tähendab, et olemasolevad "animatsioonid" tooksid kaasa uusi "animatsioone". Selle teooria selgitamiseks viidi läbi kõige silmatorkavamad uuringud Francesco Redi poolt 1668. aastal ja Louis Pasteuri poolt 1862. aastal, loobudes jäädavalt abiogeneesi teooriast.
- Mis on biolagunemine
Mis on mikroorganismid
Mikroorganismid, üldnimetusega “mikroobid” ja “mikroobid”, on mikroskoopilised olendid, kellest paljud on palja silmaga nähtamatud ja mille struktuur ja eluviis on üllatavalt mitmekesised. Bakterid, seened, algloomad, viirused ja vetikad kuuluvad mikroorganismide hulka.
- Üle poole meie kehast ei ole inimene
Selle liikide mitmekesisuse juures olid mikroorganismid ainsad olendid, kes on kohanenud kõigi planeedi paikadega: nad on õhus, merepõhjas, maa all ja isegi meie sees. "Meie kehas on rohkem bakterirakke kui inimrakke," ütleb mikrobioloog Jacyr Pasternak Albert Einsteini haiglast São Paulos.
Mikroorganismide tähtsus
Kuigi need on kõige väiksemad eluvormid, moodustavad mikroorganismid suurema osa Maa biomassist ja teevad teiste organismide jaoks palju olulisi keemilisi reaktsioone. Lisaks sõltuvad inimesed, taimed ja loomad toitainete ringlussevõtul ja orgaanilise aine lagundamisel mikroobide aktiivsusest. Seetõttu on mikroorganismid elu toetamiseks ja säilitamiseks äärmiselt olulised.
- Huumus: mis see on ja millised on selle funktsioonid mulla jaoks
Mikrobioloogia valdkonnad
Mikrobioloogia on lai uurimisvaldkond, mis võimaldab läbi viia mitmeid uuringuid. Mikrobioloogia tegevusvaldkonnad on: meditsiiniline mikrobioloogia, farmatseutiline mikrobioloogia, keskkonnamikrobioloogia, toidu mikrobioloogia ja mikroobide mikrobioloogia.
Meditsiiniline mikrobioloogia
Meditsiiniline mikrobioloogia keskendub patogeensetele mikroorganismidele. Selle tegevus on seotud nakkushaiguste tõrje ja ennetamisega.
- Mis on zoonoosid?
Farmatseutiline mikrobioloogia
Farmatseutiline mikrobioloogia on keskendunud ravimite, eriti antibiootikumide tootmisel osalevate mikroorganismide uurimisele.
- Loodusesse heidetud antibiootikum tekitab supervika, hoiatab ÜRO
Keskkonna mikrobioloogia
Biogeokeemiliste tsüklitega seotud keskkonnamikrobioloogia keskendub bakterite ja seente uurimisele, mis toimivad looduses leiduvate orgaaniliste ainete ja keemiliste ainete lagunemisel.
Toidu mikrobioloogia
Toidu mikrobioloogia uurimisobjektiks on toiduainetööstuses kasutatavad mikroorganismid, keskendudes toidu ohutusele ja säilivusajale, traditsiooniliste toodete töötlemisele ja uute toiduainete väljatöötamisele, mille sensoorsed atribuudid sobivad erinevatele tarbijagruppidele.
Mikroobide mikrobioloogia
Mikroobide mikrobioloogia keskendub oma uuringutes mikroorganismide geneetilisele ja molekulaarsele manipuleerimisele.
Mikroorganismide klassifikatsioon
Nende omaduste järgi võib mikroorganisme liigitada: prokarüootideks või eukarüootideks, autotroofideks või heterotroofideks ning ühe- või mitmerakulisteks.
Prokarüootid või eukarüoodid
Eukarüootsetel olenditel on keerukad struktuurid, mille moodustavad sisemembraanid, tsütoskelett ja tuum. Prokarüootid seevastu ei sisalda membraaniga seotud tuumasid ega muid organelle.
Autotroofid või heterotroofid
Kui autotroofsed organismid toodavad ise toitu kergete või anorgaaniliste keemiliste reaktsioonide abil, siis heterotroofid toetuvad energia saamiseks ja hingamistooli täiustamiseks autotroofide valmistatud orgaanilistele molekulidele.
Ühe- või mitmerakulised
Üherakulised organismid moodustavad ainult üks rakk ja mitmerakulised organismid rakkude mitmekesisuse kaudu.
Näited
- Bakterid on eukarüootsed ja üherakulised mikroorganismid. Ehkki autotroofsed bakterid on olemas, on valdav enamus heterotroofseid ja toituvad ainetest, mida muud elusolendid toodavad.
- Seened on eukarüootsed, heterotroofsed mikroorganismid ja võivad olla üherakulised, nagu pärmid, või mitmerakulised, nagu seened.
- Vetikad on eukarüootsed mikroorganismid, fotosünteetilised autotroofid ja võivad olla ühe- või mitmerakulised.
- Algloomad on eukarüootsed, heterotroofsed ja üherakulised mikroorganismid.
- Viirused on rakulised mikroorganismid, millel puudub oma ainevahetus. Seetõttu viiakse kogu tema tegevus läbi teise organismi sees.
Elustiil
Mikroorganismid jagunevad vastavalt nende eluviisile erinevatesse rühmadesse ja need võivad olla saproobid, parasiidid või sümbiondid.
Saproobid
Taaskasutatavate mikroorganismidena tuntud saproobid lagundavad surnud orgaanilisi aineid ja kommensaale, see tähendab, et nad säilitavad seoseid ilma märgatava kasu või kahjuta.
- Seened ja bakterid on peamised orgaanilisi aineid lagundavad mikroorganismid.
- Seente ja bakterite vahelises mullas võib täheldada kommensalismi näidet. Glükoosi, mis on toodetud seente poolt tselluloosi lagundamisel, kasutavad mõned bakterid.
Parasiidid
Parasiidid on mikroorganismid, mis kahjustavad teiste organismide elusrakke ja võivad avalduda erineval määral. Kas nad on:
- Kohustuslik parasiitlus: selle püsimajäämine sõltub täielikult peremehest;
- Mitu parasitismi: mikroorganismil on mitu peremeest;
- Valikuline parasiitlus: neil võib olla kaks eluharjumust, ellu jäädes nii peremehe sees (parasiitlik eluharjumus) kui ka väljaspool seda (vaba eluharjumus);
- Hüperparasiitlus: seisund, kus esimeses parasiidis areneb teine parasiit;
Sümbiontid
Pikas perspektiivis seotud mikroorganismid, mis võivad olla kasulikud suhted mõlemale inimesele või mitte. Need ühendused võivad olla vastastikused või antagonistlikud.
Vastastikune sümbioos
Vastastikune sümbioos on kasulik suhe, kus mikroorganismide vahel on morfoloogiline ja füüsiline interaktsioon. Samblikud on näide sellest seosest, mis esineb seente ja vetikate või tsüanobakterite ja seente vahel. Kui vetikad ja tsüanobakterid annavad seentele orgaanilisi ühendeid, pakuvad nad keskkonda, mis soodustab ellujäämist, kuna need pakuvad kaitset.
Antagonistlik sümbioos
Antagonistlik sümbioos on suhe, kus üht mikroorganismi kahjustatakse teise kahjuks. Seosed, mis toodavad antibiootikume, mis pärsivad bakterite kasvu, on selle seose näide.
Patogeensed mikroorganismid
Need on mikroorganismid, mis on võimelised peremeestes nakkushaigusi tekitama nende ellujäämisele ja arengule soodsates tingimustes. Sellesse klassi kuuluvad bakterid, seened, viirused, algloomad ja vetikad.
- Mis on hallitus ja miks see on ohtlik?
Mittepatogeensed mikroorganismid
Need on need mikroorganismid, mis meie ümber osalevad erinevates loodusprotsessides ja mis ei põhjusta terviseprobleeme. Mõnel juhul on need isegi kasulikud. Probiootikumid, näiteks Lactobacillus, on selle klassi näide, kuna nende elusate mikroorganismide tarbimine parandab meie seedetrakti mikroobide tasakaalu.
- Mis on probiootilised toidud?
Järeldus
Mikrobioloogial on põhi- ja rakendusteadusena suur tähtsus. Põhiteadus toob välja mikroorganismide füsioloogilised, biokeemilised ja molekulaarsed uuringud. Rakendusteadus keskendub seevastu tööstus-, toidu- ja haiguste või kahjuritõrjeprotsessidele.
Vaatamata mikrobioloogia edusammudele viimastel aastatel on hinnanguliselt kataloogitud ainult üks protsent kõigist planeedi mikroorganismide liikidest. Kuigi need on olnud uurimisobjektiks juba üle kolme sajandi, on selle väga olulise valdkonna arenguks veel palju ruumi.
