Μικροβιολογία

Μικροβιολογία: η μελέτη των μικροοργανισμών

Η μικροβιολογία είναι η επιστήμη των μικροσκοπικών οργανισμών που είναι αόρατοι με γυμνό μάτι. Η μικροβιολογία μελετά τη δομή των μικροβίων, τη χημική τους οργάνωση και τα πρότυπα ζωτικής δραστηριότητας, τη μεταβλητότητα και την κληρονομικότητα, τις σχέσεις με άλλους οργανισμούς και τον ρόλο τους στο σχηματισμό της βιόσφαιρας.

Η ιστορία της μικροβιολογίας ξεκινά στο δεύτερο μισό του 17ου αιώνα, όταν ο Ολλανδός επιστήμονας Antonie van Leeuwenhoek είδε για πρώτη φορά μικροοργανισμούς μέσω ενός απλού μικροσκοπίου. Ωστόσο, η ταχεία ανάπτυξη της μικροβιολογίας ως επιστήμης ξεκίνησε το δεύτερο μισό του 19ου αιώνα χάρη στην εξαιρετική έρευνα του Γάλλου επιστήμονα Louis Pasteur, του Γερμανού επιστήμονα Robert Koch και των Ρώσων επιστημόνων Ilya Mechnikov, Sergei Vinogradsky και Dmitry Ivanovsky.

Ως αποτέλεσμα της δουλειάς του Λουί Παστέρ, ανακαλύφθηκαν οι μηχανισμοί διαφόρων τύπων ζύμωσης και διαπιστώθηκε ο ρόλος των μικροβίων στην εφαρμογή τους. Η έρευνα του Παστέρ σχετικά με τους αιτιολογικούς παράγοντες της χολέρας του κοτόπουλου, του άνθρακα και της λύσσας αποτέλεσε τη βάση για την πρόληψη των μολυσματικών ασθενειών. Το έργο του Robert Koch εμπλούτισε τη μικροβιολογία με ακριβείς ερευνητικές μεθόδους, οι οποίες κατέστησαν δυνατή την ανακάλυψη των αιτιολογικών παραγόντων του άνθρακα, της φυματίωσης και της χολέρας.

Ο Ilya Mechnikov έθεσε τα θεμέλια του σύγχρονου δόγματος για την ανοσία των ανθρώπων και των ζώων στις μολυσματικές ασθένειες. ανακάλυψε τη φαγοκυττάρωση και καθιέρωσε τον ρόλο των λευκοκυττάρων, των κυττάρων της σπλήνας και του μυελού των οστών σε αυτή τη διαδικασία. Τα κλασικά έργα του Ντμίτρι Ιβανόφσκι, ο οποίος ανακάλυψε τον πρώτο ιό - τον αιτιολογικό παράγοντα της ασθένειας του μωσαϊκού του καπνού, έθεσαν τα θεμέλια για την ιολογία και η έρευνα του Σεργκέι Βινογκράντσκι κατέστησε δυνατή την κατανόηση του ρόλου των βακτηρίων στον κύκλο του αζώτου στη φύση, η οποία έχει μεγάλη σημασία σε σχέση με τα προβλήματα της βιόσφαιρας, και ειδικότερα με την παραγωγικότητα των γεωργικών φυτών.

Στην πορεία της ιστορικής εξέλιξης, η μικροβιολογία ως επιστήμη χωρίστηκε σε διάφορους κλάδους: γενικό, γεωργικό, κτηνιατρικό, ιατρικό και βιομηχανικό.

Η γενική μικροβιολογία μελετά τα πρότυπα ζωής των μικροβίων ως οργανισμών, καθώς και το ρόλο των μικροβίων στη διατήρηση της ζωής στη Γη, ιδιαίτερα τη συμμετοχή τους στον κύκλο του άνθρακα, του αζώτου και άλλων στοιχείων, καθώς και το ρόλο τους στις διαδικασίες βιοαποδόμησης και βιοσύνθεση. Η γεωργική μικροβιολογία μελετά τις αλληλεπιδράσεις των μικροοργανισμών με τα φυτά και το έδαφος και αναπτύσσει μεθόδους χρήσης μικροοργανισμών για τη βελτίωση των αποδόσεων των καλλιεργειών και τον έλεγχο των παρασίτων. Η κτηνιατρική μικροβιολογία ασχολείται με τη μελέτη των μικροβιακών παθογόνων ασθενειών των ζώων και την ανάπτυξη μεθόδων για την πρόληψη και τη θεραπεία αυτών των ασθενειών. Η ιατρική μικροβιολογία μελετά τα μικροβιακά παθογόνα των ανθρώπινων ασθενειών και αναπτύσσει μεθόδους για τη διάγνωση, την πρόληψη και τη θεραπεία αυτών των ασθενειών. Η βιομηχανική μικροβιολογία ασχολείται με τη χρήση μικροοργανισμών στη βιομηχανία, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής τροφίμων, φαρμάκων, χημικών, βιοκαυσίμων και άλλων προϊόντων.

Η σύγχρονη μικροβιολογία χρησιμοποιεί ένα ευρύ φάσμα μεθόδων, όπως μικροσκοπία, μικροβιακή καλλιέργεια, μοριακές γενετικές μεθόδους, βιοχημικές και ανοσολογικές μεθόδους και άλλες. Η μικροβιολογία είναι μια από τις βασικές επιστήμες για την κατανόηση της ζωής στη Γη, καθώς και για την ανάπτυξη νέων μεθόδων για την καταπολέμηση των ασθενειών, την αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών και την ανάπτυξη της βιομηχανίας.

Η μικροβιολογία είναι μια επιστήμη που μελετά τη δομή, τη λειτουργία και τη ζωτική δραστηριότητα των μικροοργανισμών σε διάφορα περιβάλλοντα. Οι μικροοργανισμοί είναι ζωντανοί οργανισμοί που είναι πολύ μικροί για να παρατηρηθούν άμεσα χρησιμοποιώντας μικροσκόπιο. Παρόλο που είναι μονοκύτταρες μορφές ζωής, μπορούν να αναγνωριστούν σε διάφορα βιολογικά συστήματα και αντικείμενα. Σε αντίθεση με πολλές άλλες μελέτες στη βιολογία, οι μικροβιολόγοι ασχολούνται με αντικείμενα, όχι με μόρια.

Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί είναι προκαρυώτες (βακτήρια και γαλαζοπράσινα φύκια). Τα προκαρυωτικά κύτταρα είναι μικρά και περιέχουν γενετικό υλικό με τη μορφή ενός κυκλικού μορίου DNA που ονομάζεται γονιδίωμα, το οποίο συνήθως δεν σχετίζεται με εξωτερικά μόρια (όπως το κυτταρόπλασμα). Οι ευκαρυώτες, από την άλλη πλευρά, έχουν μεγαλύτερα κύτταρα και κυκλικά νουκλεϊκά οξέα γνωστά ως χρωμοσώματα που σχετίζονται με το κυτταρόπλασμα και άλλα κυτταρικά συστατικά. Και οι δύο τύποι οργανισμών έχουν την ικανότητα να μεταβολίζουν, δηλαδή να ανταλλάσσουν ουσίες για να διατηρήσουν την ύπαρξή τους. Οι μικροβιολόγοι μελετούν επίσης μυκορριζικούς οργανισμούς, ή μύκητες, που περιέχουν επιπλέον κύτταρα με τη μορφή μύκητα-μυκητιακού σώματος.

Ρόλος στη φύση. Η μελέτη του τρόπου με τον οποίο οι μικροοργανισμοί επηρεάζουν το περιβάλλον είναι μια από τις πιο ενδιαφέρουσες και σχετικές πτυχές της επιστήμης. Τα μικρόβια είναι σημαντικά θρεπτικά συστατικά για αερόβιους οργανισμούς όπως τα ζώα και τα φυτά. Η δράση τους παίζει ουσιαστικό ρόλο στις αναερόβιες διεργασίες και στην πρόσληψη οξυγόνου στο έδαφος και σε άλλα επιφανειακά περιβάλλοντα, όπως η ζύμωση κοπριάς για ενέργεια. Οι μικροβιακόι προϋπολογισμοί είναι μικροί και εμφανίζονται συνήθως στο θερμότερο εύρος θερμοκρασίας.

Η μικροβιολογία είναι η επιστήμη που μελετά τους μικροοργανισμούς που αποτελούν τη βάση της ζωής στη Γη. Μελετά μικροοργανισμούς και γενική βιολογία, ιδιαιτερότητες και μεθόδους. Οι μικροοργανισμοί είναι οι μικρότεροι ζωντανοί οργανισμοί που δεν είναι ορατοί με γυμνό μάτι· μερικές φορές μπορούν να φανούν μόνο μέσω ηλεκτρονικού μικροσκοπίου. Επί του παρόντος, είναι γνωστοί περισσότεροι από 40 κύριοι τύποι μικροοργανισμών, που αντιστοιχούν σε περισσότερους από 50.000