Η μικροβιολογία μελετά τον προσδιορισμό, τον τρόπο ζωής, τη φυσιολογία και το μεταβολισμό των μικροοργανισμών
Εικόνα: CDC στο Unsplash
Η μικροβιολογία είναι ο κλάδος της βιολογίας που μελετά μικροοργανισμούς. Η λέξη προέρχεται από τις ελληνικές μικρός , που σημαίνει μικρό, και bios και λογότυπα , η επιστήμη της ζωής. Έτσι, η μελέτη της καλύπτει τον προσδιορισμό, τον τρόπο ζωής, τη φυσιολογία και το μεταβολισμό των μικροοργανισμών, εκτός από τη σχέση τους με το περιβάλλον και άλλα είδη.
Εμφάνιση μικροβιολογίας
Η μικροβιολογία προέκυψε από τη δημιουργία του μικροσκοπίου, που εφευρέθηκε από τον Ολλανδό Antony Van Leeuwenhoek το 1674. Χρησιμοποίησε τον εξοπλισμό για να παρατηρήσει μικροσκοπικά όντα σε δείγματα εδάφους, σάλιο και κόπρανα, αποκαλώντας τους «animálculos». Η ανακάλυψη του Leeuwenhoek προκάλεσε μια σημαντική συζήτηση σχετικά με την προέλευση της ζωής στη Γη.
Η θεωρία της αβιογένεσης, ή η αυθόρμητη γενετική θεωρία, είχε τον Αριστοτέλη ως τον πιο διάσημο υπερασπιστή της και θεωρήθηκε έγκυρη μέχρι τον 19ο αιώνα. Σύμφωνα με αυτήν τη θεωρία, το «animálculos» θα ήταν το αποτέλεσμα της αποσύνθεσης φυτών και ζωικών ιστών. Οι υπερασπιστές αυτού του σχολείου πίστευαν ότι η ζωή προέκυψε από άψυχα αντικείμενα.
Η ανακάλυψη του μικροσκοπίου και άλλες μελέτες μικροβιολογίας επέτρεψαν την εμφάνιση της θεωρίας της βιογένεσης, η οποία ήρθε να αντιταχθεί στην ιδέα ότι η ακατέργαστη ύλη θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα νέο ον. Σύμφωνα με αυτήν τη θεωρία, όλα τα ζωντανά πλάσματα προέρχονται από άλλα προϋπάρχοντα ζωντανά όντα, δηλαδή, τα υπάρχοντα «κινούμενα σχέδια» θα δημιουργούσαν νέα «κινούμενα σχέδια». Οι πιο εντυπωσιακές μελέτες που πραγματοποιήθηκαν για να εξηγήσουν αυτήν τη θεωρία έγιναν από τον Francesco Redi, το 1668, και από τον Louis Pasteur, το 1862, απορρίπτοντας μόνιμα τη θεωρία της αβιογένεσης.
- Τι είναι η βιοαποικοδόμηση
Τι είναι μικροοργανισμοί
Οι μικροοργανισμοί, που γενικά ονομάζονται «μικρόβια» και «μικρόβια», είναι μικροσκοπικά όντα, πολλά από τα οποία είναι αόρατα με γυμνό μάτι, και τα οποία έχουν μια εκπληκτική ποικιλία δομής και τρόπων ζωής. Τα βακτήρια, οι μύκητες, τα πρωτόζωα, οι ιοί και τα φύκια αποτελούν μέρος του συνόλου των μικροοργανισμών.
- Περισσότερο από το ήμισυ του σώματός μας δεν είναι ανθρώπινο
Με αυτήν την ποικιλία ειδών, οι μικροοργανισμοί ήταν τα μόνα όντα που προσαρμόστηκαν σε όλα τα μέρη του πλανήτη: είναι στον αέρα, στον βυθό, στο υπόγειο, ακόμη και μέσα μας. «Υπάρχουν περισσότερα βακτηριακά κύτταρα στο σώμα μας από τα ανθρώπινα κύτταρα», λέει ο μικροβιολόγος Jacyr Pasternak, από το νοσοκομείο Albert Einstein, στο Σάο Πάολο.
Σημασία των μικροοργανισμών
Αν και είναι οι μικρότερες μορφές ζωής, οι μικροοργανισμοί αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της βιομάζας της Γης και εκτελούν πολλές βασικές χημικές αντιδράσεις για άλλους οργανισμούς. Επιπλέον, οι άνθρωποι, τα φυτά και τα ζώα εξαρτώνται στενά από τη μικροβιακή δραστηριότητα για την ανακύκλωση των θρεπτικών ουσιών και για την υποβάθμιση της οργανικής ύλης. Επομένως, οι μικροοργανισμοί είναι εξαιρετικά σημαντικοί για την υποστήριξη και τη διατήρηση της ζωής.
- Humus: τι είναι και ποιες είναι οι λειτουργίες του για το έδαφος
Περιοχές μικροβιολογίας
Η μικροβιολογία είναι ένας ευρύς τομέας μελέτης, που επιτρέπει τη διεξαγωγή πολλών ερευνών. Οι τομείς δραστηριότητας της μικροβιολογίας είναι: ιατρική μικροβιολογία, φαρμακευτική μικροβιολογία, περιβαλλοντική μικροβιολογία, μικροβιολογία τροφίμων και μικροβιακή μικροβιολογία.
Ιατρική μικροβιολογία
Η ιατρική μικροβιολογία επικεντρώνεται στους παθογόνους μικροοργανισμούς. Η απόδοσή του σχετίζεται με τον έλεγχο και την πρόληψη των μολυσματικών ασθενειών.
- Τι είναι οι ζωονόσοι;
Φαρμακευτική μικροβιολογία
Η φαρμακευτική μικροβιολογία επικεντρώνεται στη μελέτη μικροοργανισμών που συμμετέχουν στην παραγωγή φαρμάκων, ειδικά αντιβιοτικών.
- Τα αντιβιοτικά που απορρίπτονται στη φύση δημιουργούν υπέροχο σφάλμα, προειδοποιεί ο ΟΗΕ
Περιβαλλοντική μικροβιολογία
Η περιβαλλοντική μικροβιολογία, που σχετίζεται με βιογεωχημικούς κύκλους, εστιάζει σε βακτήρια και μύκητες που δρουν στην αποσύνθεση οργανικών υλικών και χημικών ουσιών που βρίσκονται στη φύση.
Μικροβιολογία τροφίμων
Η μικροβιολογία των τροφίμων έχει ως αντικείμενο τη μελέτη των μικροοργανισμών που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων, με έμφαση στην ασφάλεια των τροφίμων και τη διάρκεια ζωής, την επεξεργασία παραδοσιακών προϊόντων και την ανάπτυξη νέων προϊόντων διατροφής, με αισθητήρια χαρακτηριστικά κατάλληλα για διαφορετικό κοινό καταναλωτών.
Μικροβιακή μικροβιολογία
Η μικροβιακή μικροβιολογία εστιάζει τις μελέτες της στον γενετικό και μοριακό χειρισμό μικροοργανισμών.
Ταξινόμηση μικροοργανισμών
Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους, οι μικροοργανισμοί μπορούν να ταξινομηθούν σε: προκαρυώτες ή ευκαρυώτες, αυτοτροφικά ή ετερότροπα, και μονοκύτταρα ή πολυκύτταρα.
Προκαρυώτες ή ευκαρυώτες
Τα ευκαρυωτικά όντα έχουν σύνθετες δομές, που σχηματίζονται από εσωτερικές μεμβράνες, κυτταροσκελετό και έναν πυρήνα. Τα προκαρυωτικά, από την άλλη πλευρά, δεν περιέχουν έναν πυρήνα και άλλα οργανίδια που συνδέονται με τη μεμβράνη.
Autotrophs ή ετεροτροφικά
Ενώ οι αυτοτροφικοί οργανισμοί παράγουν τη δική τους τροφή χρησιμοποιώντας ελαφρές ή ανόργανες χημικές αντιδράσεις, τα ετερότροπα βασίζονται σε οργανικά μόρια που κατασκευάζονται από αυτοτρόπους για να πάρουν ενέργεια και να ολοκληρώσουν την αναπνευστική τους καρέκλα.
Μονοκυτταρικό ή πολυκυτταρικό
Οι μονοκύτταροι οργανισμοί σχηματίζονται από μόνο ένα κύτταρο και πολυκύτταρους οργανισμούς από μια ποικιλία κυττάρων.
Παραδείγματα
- Τα βακτήρια είναι ευκαρυωτικοί και μονοκύτταροι μικροοργανισμοί. Αν και υπάρχουν αυτοτροφικά βακτήρια, η συντριπτική πλειονότητα είναι ετεροτροφικά και τρέφονται με ουσίες που παράγονται από άλλα ζωντανά όντα.
- Οι μύκητες είναι ευκαρυωτικοί, ετεροτροφικοί μικροοργανισμοί και μπορεί να είναι μονοκύτταροι, όπως ζύμες, ή πολυκύτταροι, όπως μανιτάρια.
- Τα φύκια είναι ευκαρυωτικοί μικροοργανισμοί, φωτοσυνθετικοί αυτότροφοι και μπορούν να είναι μονοκύτταρα ή πολυκύτταρα.
- Τα πρωτόζωα είναι ευκαρυωτικοί, ετεροτροφικοί και μονοκύτταροι μικροοργανισμοί.
- Οι ιοί είναι κυτταρικοί μικροοργανισμοί που δεν έχουν το δικό τους μεταβολισμό. Ως εκ τούτου, όλες οι δραστηριότητές του πραγματοποιούνται σε έναν άλλο οργανισμό.
ΤΡΟΠΟΣ ΖΩΗΣ
Οι μικροοργανισμοί χωρίζονται σε διαφορετικές ομάδες, ανάλογα με τον τρόπο ζωής τους, και μπορεί να είναι σαμπρόβια, παράσιτα ή συμβιβαστικά.
Σαμπουάν
Γνωστοί ως μικροοργανισμοί ανακύκλωσης, τα σαπόβια είναι αποσυνθέτες νεκρών οργανικών ουσιών και κοινά, δηλαδή διατηρούν συσχετισμούς χωρίς ανιχνεύσιμα οφέλη ή βλάβες.
- Οι μύκητες και τα βακτήρια είναι οι κύριοι μικροοργανισμοί που αποσυνθέτουν οργανική ύλη.
- Ένα παράδειγμα κοινοπραξίας μπορεί να παρατηρηθεί στο έδαφος μεταξύ μυκήτων και βακτηρίων. Η γλυκόζη, που παράγεται από την αποδόμηση της κυτταρίνης από μύκητες, χρησιμοποιείται από ορισμένα βακτήρια.
Παράσιτα
Τα παράσιτα είναι μικροοργανισμοί που προκαλούν βλάβη στα ζωντανά κύτταρα άλλων οργανισμών και μπορούν να εκδηλωθούν σε διαφορετικούς βαθμούς. Είναι αυτοί:
- Υποχρεωτικός παρασιτισμός: υπάρχει πλήρης εξάρτηση από τον ξενιστή για την επιβίωσή του.
- Πολλαπλός παρασιτισμός: ο μικροοργανισμός έχει πολλούς ξενιστές.
- Προαιρετικός παρασιτισμός: μπορούν να παρουσιάσουν δύο συνήθειες ζωής, επιβιώνοντας τόσο εντός ενός ξενιστή (παρασιτική συνήθεια ζωής) όσο και εκτός (ελεύθερη συνήθεια ζωής).
- Υπερπαρασιτισμός: κατάσταση κατά την οποία αναπτύσσεται ένα δεύτερο παράσιτο σε ένα πρώτο παράσιτο.
Συμπίνες
Μικροοργανισμοί που σχετίζονται μακροπρόθεσμα, οι οποίοι μπορούν να είναι ευεργετικές σχέσεις και για τα δύο άτομα ή όχι. Αυτές οι σχέσεις μπορεί να είναι αμοιβαίες ή ανταγωνιστικές.
Αμοιβαία συμβίωση
Η αμοιβαία συμβίωση είναι μια ευεργετική σχέση όπου υπάρχει μορφολογική και φυσική αλληλεπίδραση μεταξύ μικροοργανισμών. Οι λειχήνες είναι ένα παράδειγμα αυτής της συσχέτισης, η οποία εμφανίζεται μεταξύ μυκήτων και φυκών ή κυανοβακτηρίων και μυκήτων. Ενώ τα φύκια και τα κυανοβακτήρια παρέχουν στους μύκητες οργανικές ενώσεις, παρέχουν ένα περιβάλλον πιο ευνοϊκό για την επιβίωση, καθώς παρέχουν προστασία.
Ανταγωνιστική συμβίωση
Η ανταγωνιστική συμβίωση είναι μια σχέση όπου ένας από τους μικροοργανισμούς βλάπτεται εις βάρος του άλλου. Οι μύκητες που παράγουν αντιβιοτικές ουσίες που αναστέλλουν την ανάπτυξη βακτηρίων είναι ένα παράδειγμα αυτής της συσχέτισης.
Παθογόνοι μικροοργανισμοί
Είναι μικροοργανισμοί ικανοί να παράγουν μολυσματικές ασθένειες στους ξενιστές τους υπό συνθήκες ευνοϊκές για την επιβίωση και την ανάπτυξή τους. Υπάρχουν βακτήρια, μύκητες, ιοί, πρωτόζωα και φύκια που εμπίπτουν σε αυτήν την κατηγορία.
- Τι είναι το καλούπι και γιατί είναι επικίνδυνο;
Μη παθογόνοι μικροοργανισμοί
Είναι αυτοί οι μικροοργανισμοί που βρίσκονται γύρω μας που συμμετέχουν σε διαφορετικές διαδικασίες της φύσης και δεν προκαλούν προβλήματα υγείας. Σε ορισμένες περιπτώσεις, είναι ακόμη ωφέλιμες. Τα προβιοτικά όπως το Lactobacillus είναι ένα παράδειγμα αυτής της κατηγορίας, καθώς η κατανάλωση αυτών των ζωντανών μικροοργανισμών βελτιώνει τη μικροβιακή ισορροπία στο γαστρεντερικό σωλήνα.
- Τι είναι τα προβιοτικά τρόφιμα;
συμπέρασμα
Η μικροβιολογία έχει μεγάλη σημασία ως βασική και εφαρμοσμένη επιστήμη. Η βασική επιστήμη επισημαίνει τις φυσιολογικές, βιοχημικές και μοριακές μελέτες μικροοργανισμών. Η εφαρμοσμένη επιστήμη, από την άλλη πλευρά, εστιάζει τις μελέτες της σε βιομηχανικές, τροφικές και ασθένειες ή διαδικασίες ελέγχου παρασίτων.
Παρά τις εξελίξεις στη μικροβιολογία τα τελευταία χρόνια, εκτιμάται ότι μόνο ένα τοις εκατό όλων των ειδών μικροοργανισμών στον πλανήτη έχει καταχωριστεί. Αν και αποτελούν αντικείμενο μελέτης για περισσότερους από τρεις αιώνες, υπάρχει ακόμη πολύ περιθώριο για την ανάπτυξη αυτού του πολύ σημαντικού πεδίου.
