Зміст
- Типи мікроорганізмів
- Класифікація мікроорганізмів у мікробіології
- Історія мікробіології
- Інфекційні мікроорганізми
- Мікроорганізми, корисні для людини
- Галузі мікробіології
- Майбутнє мікробіології
Сфера мікробіології є критично важливою для людини не лише через інфекційні хвороби, спричинені цими мікробами, але через те, що для життя на планеті нам потрібні "хороші" мікроорганізми. Враховуючи, що бактерії в нашому тілі і в нашому організмі перевищують кількість наших власних клітин, цю область дослідження можна вважати однією з найважливіших областей знань та досліджень.
Типи мікроорганізмів
Мікроорганізми, або «мікроби» - це маленькі живі істоти. Більшість цих організмів неможливо побачити неозброєним оком, і до винайдення теорії мікроскопа та мікробів ми не уявляли, наскільки їх багато.
Мікроби зустрічаються майже де завгодно на землі. Вони знаходяться в киплячих водоймах в Єллоустоні та у вулканічних отворах на найнижчих глибинах моря. Вони можуть жити в солоних квартирах, а деякі процвітають у солоній воді (стільки для використання солі як консерванту.) Одним потрібен кисень, щоб рости, а іншим ні.
«Найжорсткіший» у світі мікроорганізм - це бактерія, яка називається Deinococcus radio trans, бактерія, яка витримує випромінювання до феноменальної міри, як випливає з назви, але також може вижити без води, впливу сильних кислот і навіть у вакуумі.
Класифікація мікроорганізмів у мікробіології
Існує багато різних способів, за допомогою яких вчені класифікували мільйони мікробів, які перебувають у нашій місцевості, і намагалися зрозуміти їх.
Багатоклітинні проти одноклітинних проти безклітинних
Одним із способів класифікації мікробів є наявність чи відсутність у них клітин, і якщо так, то скільки. Мікроорганізмами можуть бути:
- Багатоклітинна - Має більше однієї клітини.
- Одноклітинні - мають одну клітину.
- Безклітинні - відсутні клітини, такі як віруси та пріони. (Пріони зазвичай називають "інфекційними білками", а не мікробами.)
Еукаріоти проти Прокаріотів
Інший спосіб класифікації мікроорганізмів пов’язаний з типом клітини. До них належать еукаріоти та прокаріоти:
- Еукаріоти - це мікроби зі «складними клітинами», які мають справжнє ядро та мембранні органели. Прикладами еукаріотів є гельмінти (глисти), найпростіші, водорості, гриби та дріжджі.
- Прокаріоти - це мікроби з «простими клітинами», які не мають справжнього ядра і не мають зв’язаних з мембраною органел. Прикладом є бактерії.
Основні класи мікроорганізмів
Різні типи мікробів також можна розбити на:
- Паразити: Паразити іноді лякають більше, ніж інші мікроорганізми, принаймні тоді, коли на них можна дивитись неозброєним оком. До паразитів належать гельмінти (глисти), птахи, найпростіші та інші. Приклади паразитарних інфекцій включають малярію, лямблії та африканську сонну хворобу. Відомо, що аскаридоз (аскариди) заражає 1 мільярд людей у всьому світі.
- Гриби та дріжджі: Гриби - це мікроорганізми, які чимось схожі на рослини. Дріжджі - різновид гриба. Прикладом можуть бути гриби стопи або інші види дріжджових інфекцій, які всі відносяться до класу грибкових інфекцій. Ця категорія також включає гриби та цвілі. Як і бактерії, у нас також є багато «хороших грибків», які живуть у нашому тілі і не викликають хвороб.
- Бактерії: У нас в організмі і на тілі більше бактерій, ніж у клітинах людини, але переважна більшість цих бактерій є «здоровими бактеріями». Вони захищають нас від зараження шкідливими або патологічними бактеріями і відіграють важливу роль у перетравленні їжі. Приклади інфекцій, спричинених бактеріями, включають туберкульоз та стрептокок в горлі.
- Віруси: У природі багато вірусів, хоча більшість людей знайомі - це ті, які спричиняють захворювання людей. Віруси також можуть заражати інші мікроорганізми, такі як бактерії, а також рослини. Вакцинація знизила ризик деяких лякаючих хвороб, але інші, такі як Ебола та вірус Зіка, нагадують нам, що ми не почали завойовувати ці мініатюрні загрози.
- Пріони: Більшість вчених у цей час не класифікують пріони як мікроорганізми, а скоріше як "інфекційні білки". Тим не менш, вони часто вивчаються вірусологами. Пріони - це, по суті, шматочок аномально складеного білка, і спочатку може не здаватися лякаючим. Проте пріонні хвороби, такі як хвороба божевільної корови, є одними з найбільш страшних інфекційних хвороб.
Історія мікробіології
Те, що ми зараз знаємо про мікроорганізми, і що буде розглянуто далі нижче, є відносно новим в історії. Давайте коротко розглянемо історію мікробіології:
Перший мікроскоп / перші візуалізовані мікроорганізми: Перший важливий крок у мікробіології відбувся, коли ван Левенгук (1632-1723) створив перший мікроскоп з єдиною лінзою. Через лінзу, яка мала збільшення приблизно в 300 разів, він вперше зміг візуалізувати бактерії (за допомогою зіскрібків з зубів).
Розвиток теорії зародків: Троє вчених визнали людське тіло джерелом зараження:
- Доктор Олівер Вендалл Холмс виявили, що жінки, які народжували вдома, рідше розвивали інфекції, ніж ті, що народжували в лікарні.
- Доктор Ігнац Земмельвейс пов’язали інфекції з лікарями, які безпосередньо із відділення розтину потрапили до пологового відділення, не помивши рук.
- Джозеф Лістер запровадив асептичні методи, включаючи миття рук та використання тепла для стерилізації.
Теорія зародків: Двоє людей, яким найбільше приписують прийняття теорії зародків, були Луї Пастер і Роберт Кох:
- Луї Пастер (1822-1895): Пастеру приписують теорію біогенезу, зазначаючи, що все живе походить з чогось, а не з переважаючої точки зору на час спонтанного породження. Він стверджував, що багато хвороб спричинені мікробами (а не гріхом, гнівом Божим та іншими потенційними причинами). Він показав, що мікроорганізми відповідають за бродіння та псування, і розробив метод, який називається пастеризацією, що застосовується донині. Він також розробив вакцини проти сказу та сибірської виразки.
- Роберт Кох (1843-1910): Кох є автором "постулатів Коха" наукової серії етапів, що підтвердили теорію зародків і яка використовується в наукових дослідженнях з тих пір (з деякими переглядами). Він визначив причину туберкульозу, сибірської виразки та холери.
З того часу серед визначних пам'яток є:
- 1892 - Дмитро Іосифович Іваноський виявив перший вірус.
- 1928 - Олександр Флемінг виявив пеніцилін.
- 1995 - Опублікована перша мікробна геномна послідовність.
Інфекційні мікроорганізми
Коли ми думаємо про мікроорганізми, більшість із нас думає про хвороби, хоча ці маленькі "помилки" в цілому частіше допомагають нам, ніж шкодять нам. (Не забудьте прочитати про "добрі мікроби" нижче.)
До менш ніж століття тому, і в даний час у багатьох місцях світу інфекції мікроорганізмами були основною причиною смерті. Тривалість життя в США різко покращилася за останнє століття не лише тому, що ми живемо довше, але в основному тому, що в дитинстві помирає менше дітей.
У Сполучених Штатах серця та рак сьогодні є першою та другою провідними причинами смерті. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, у країнах із низьким рівнем доходу у всьому світі основною причиною смерті є інфекції нижніх дихальних шляхів, а потім діарейні захворювання.
Поява щеплень та антибіотиків, а ще більш важливо чиста вода знизила нашу стурбованість щодо інфекційних організмів, але було б неприємно пихати. В даний час ми стикаємось не тільки з інфекційними захворюваннями, що виникають, але й з стійкістю до антибіотиків.
Мікроорганізми, корисні для людини
Хоча ми рідко про це говоримо, мікроорганізми є не тільки корисними, але й необхідними майже у всіх аспектах нашого життя. Мікроби важливі в:
- Захист нашого організму від «поганих» мікробів.
- Приготування їжі: від йогурту до алкогольних напоїв бродіння - це метод, при якому для росту їжі використовується ріст мікробів. Це один із прикладів, однак мікроби більшу частину життя є дном харчового ланцюга.
- Розбиття відходів на землю та переробка атмосферних газів вище. Бактерії можуть допомогти навіть у складних відходах, таких як розливи нафти та ядерні відходи.
- Виробляючи такі вітаміни, як вітамін К та деякі вітаміни групи В. Бактерії також надзвичайно важливі для травлення.
- Зберігання інформації: галузь криптографії навіть розглядає шляхи використання бактерій як жорсткого диска для зберігання інформації.
Мікроби не тільки виконують багато функцій для ми - вони є частиною нас. Вважається, що бактерії в нашому тілі і в нашому організмі перевищують кількість клітин у 10 разів.
Ви, напевно, чули останні новини щодо здорового харчування. На додаток до вживання брокколі та чорниці, більшість медичних фахівців рекомендують їсти ферментовану їжу щодня або принаймні якомога частіше. Без бактерій не було б ферментації.
При народженні у немовлят у організмі немає бактерій. Перші бактерії вони набувають під час проходження через родові шляхи. (Дехто вважає відсутність бактеріального впливу через родові шляхи причиною того, що ожиріння та алергія частіше зустрічаються у немовлят, які отримують кесарів розтин.)
Якщо ви нещодавно читали новини, навіть постулюється, що бактерії в кишечнику відповідають за наш повсякденний настрій. Зараз дослідження мікробіома використовується для пояснення багатьох речей, наприклад, чому антибіотики можуть призвести до збільшення ваги.
Галузі мікробіології
У галузі мікробіології є кілька різних галузей. Приклад деяких з цих полів, розбитих за типом організму, включає:
- Паразитологія: Вивчення паразитології
- Мікологія: Вивчення грибів
- Бактеріологія: Вивчення бактерій
- Вірусологія: Вивчення вірусів
- Протозоологія: Вивчення найпростіших
- Фікологія: Вивчення водоростей
Сфери мікробіології також можна розбити за сферою застосування, щоб включити широкий спектр тем. Кілька прикладів серед багатьох включають:
- Мікробна фізіологія (ріст, метаболізм та структура мікробів)
- Мікробна генетика
- Мікробна еволюція
- Екологічна мікробіологія
- Промислова мікробіологія (наприклад, очищення стічних вод)
- Харчова мікробіологія (бродіння)
- Біотехнологія
- Біоремедіація
Майбутнє мікробіології
Сфера мікробіології захоплює, і ми знаємо ще багато іншого. Що ми, мабуть, отримали в знаннях найбільше у цій галузі, так це те, що навчитися можна набагато більше.
Мікроби не тільки можуть спричинити захворювання, але їх можна використовувати для розробки препаратів для боротьби з іншими мікробами (наприклад, пеніциліном.) Деякі віруси, здається, викликають рак, тоді як інші оцінюються як спосіб боротьби з раком.
Однією з найважливіших причин, чому люди можуть дізнатися про мікробіологію, є повага до цих "істот", які значно перевищують нас. Вважається, що стійкість до антибіотиків підвищується через неправильне використання не тільки антибіотиків, але і антибактеріального мила. І це лише при погляді на мікроби, яких ми впізнаємо в даний час. З появою інфекційних захворювань і завдяки нашій можливості подорожувати майже в будь-яку точку світу на трьох рейсах, існує велика потреба в мікробіологах, які мають освіту та підготовку.