Conţinut
- Tipuri de microorganisme
- Clasificarea microorganismelor în microbiologie
- Istoria microbiologiei
- Microorganisme infecțioase
- Microorganisme utile oamenilor
- Domenii ale microbiologiei
- Viitorul microbiologiei
Domeniul microbiologiei este esențial pentru ființele umane, nu numai datorită bolilor infecțioase cauzate de acești microbi, ci și pentru că sunt necesare microorganisme „bune” pentru a trăi pe planetă. Având în vedere că bacteriile din și de pe corpul nostru depășesc propriile celule, acest domeniu de studiu ar putea fi considerat unul dintre cele mai importante domenii de cunoaștere și studiu.
Tipuri de microorganisme
Microorganismele sau „microbii” sunt ființe vii mici. Majoritatea acestor organisme nu pot fi văzute cu ochiul liber și, până la inventarea microscopului și a teoriei germenilor, nu aveam idee cât de abundente sunt acestea.
Microbii se găsesc aproape oriunde pe pământ. Se găsesc în bazinele de apă fierbinte din Yellowstone și în gurile de ventilare vulcanice la cele mai joase adâncimi ale mării. Pot trăi în săruri, iar unele se dezvoltă în apă sărată (atât de mult pentru utilizarea sării ca conservant.) Unii au nevoie de oxigen pentru a crește, iar alții nu.
„Cel mai dur” microorganism din lume este o bacterie numită Deinococcus radio trans, o bacterie care poate rezista la radiații într-un grad fenomenal, așa cum sugerează și numele său, dar poate supraviețui și fără apă, expunere la acizi puternici și chiar atunci când este plasată în vid.
Clasificarea microorganismelor în microbiologie
Există multe moduri diferite în care oamenii de știință au clasificat și, în acest sens, au încercat să aibă sens, din milioanele de microbi din mijlocul nostru.
Multicelular vs Unicelular vs Acellular
Unul dintre modurile în care se clasifică microbii este dacă au sau nu celule și, dacă da, câte. Microorganismele pot fi:
- Multicelular - Având mai multe celule.
- Unicelular - Având o singură celulă.
- Acelular - Lipsit de celule, cum ar fi viruși și prioni. (Prionii sunt denumiți de obicei „proteine infecțioase” mai degrabă decât microbi.)
Eucariote vs Procariote
Un alt mod în care sunt clasificate microorganismele are legătură cu tipul de celulă. Acestea includ eucariote și procariote:
- Eucariotele sunt microbi cu „celule complexe” care au un nucleu adevărat și organite legate de membrană. Exemple de eucariote includ helminți (viermi), protozoare, alge, ciuperci și drojdii.
- Procariotele sunt microbi cu „celule simple” care nu au un nucleu adevărat și nu au organite legate de membrană. Exemplele includ bacteriile.
Clasele majore de microorganisme
Diferitele tipuri de microbi pot fi, de asemenea, împărțite în:
- Paraziți: Paraziții sunt uneori mai înfricoșători decât alte microorganisme, cel puțin atunci când pot fi priviți cu ochiul liber. Paraziții includ helminți (viermi), fluturi, protozoare și altele. Exemple de infecții parazitare includ malaria, giardia și boala somnului din Africa. Se știe că ascariaza (viermi rotunzi) infectează 1 miliard de oameni din întreaga lume.
- Ciuperci și drojdii: Ciupercile sunt microorganisme care sunt, într-un fel, similare cu plantele. Drojdiile sunt un tip de ciuperci. Exemplele includ piciorul de atlet sau alte tipuri de infecții cu drojdie, care se încadrează în clasa infecțiilor fungice. Această categorie include și ciupercile și mucegaiurile. La fel ca bacteriile, avem și multe „ciuperci bune” care trăiesc pe corpul nostru și nu cauzează boli.
- Bacterii: Avem mai multe bacterii în și pe corpul nostru decât celulele umane, dar marea majoritate a acestor bacterii sunt „bacterii sănătoase”. Ne protejează împotriva infecției de bacterii rele sau patologice și joacă un rol în digestia alimentelor noastre. Exemple de infecții cauzate de bacterii includ tuberculoza și gâtul Strep.
- Viruși: Virușii sunt abundenți în natură, deși cei cu care cei mai mulți oameni sunt familiarizați sunt cei care provoacă boli umane. Virușii pot infecta și alte microorganisme, cum ar fi bacteriile, precum și plantele. Imunizările au scăzut riscul unor boli înspăimântătoare, dar altele, precum Ebola și virusul Zika, ne amintesc că nu am început să cucerim aceste amenințări miniaturale.
- Prioni: Majoritatea oamenilor de știință din acest moment nu clasifică prionii ca microorganisme, ci mai degrabă ca „proteine infecțioase”. Acestea fiind spuse, sunt adesea studiate de virologi. Prionii sunt în esență o bucată de proteină pliată anormal și pot să nu pară înspăimântătoare la început. Cu toate acestea, bolile prionice, cum ar fi boala vacii nebune, sunt unele dintre cele mai temute boli infecțioase.
Istoria microbiologiei
Ceea ce știm acum despre microorganisme și despre care vom discuta mai jos este relativ nou în istorie. Să aruncăm o scurtă privire asupra istoriei microbiologiei:
Primul microscop / primele microorganisme vizualizate: Primul pas major în microbiologie a avut loc atunci când van Leeuwenhoek (1632-1723) a creat primul microscop cu un singur obiectiv. Printr-o lentilă care avea o mărire de aproximativ 300X, el a reușit să vizualizeze bacteriile pentru prima dată (din răzuirea dinților).
Dezvoltarea teoriei germenilor: Corpul uman a fost recunoscut ca o sursă de infecție de către trei oameni de știință:
- Dr. Oliver Wendall Holmes a constatat că femeile care au născut acasă au șanse mai mici de a dezvolta infecții decât cele care au născut într-un spital.
- Dr. Ignaz Semmelweis a legat infecții cu medicii care mergeau direct din camera de autopsie la maternitate fără să se spele pe mâini.
- Joseph Lister a introdus tehnici aseptice, incluzând atât spălarea mâinilor, cât și utilizarea căldurii pentru sterilizare.
Teoria germenilor: Cei doi oameni cei mai creditați cu acceptarea teoriei germenilor au fost Louis Pasteur și Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895): Lui Pasteur i se atribuie teoria biogenezei, menționând că toate ființele vii provin din ceva mai degrabă decât din viziunea dominantă în momentul generației spontane. El a susținut că multe boli au fost cauzate de microbi (mai degrabă decât de păcat, mânia lui Dumnezeu și alte cauze potențiale.) El a arătat că microorganismele sunt responsabile pentru fermentare și deteriorare și a dezvoltat metoda numită pasteurizare folosită și astăzi. De asemenea, a dezvoltat vaccinuri împotriva rabiei și antraxului.
- Robert Koch (1843-1910): Koch este autorul „postulatelor lui Koch”, seria științifică de pași care au dovedit teoria germenilor și care a fost utilizată în studiile științifice de atunci (cu unele revizuiri.) El a identificat cauza tuberculozei, antraxului și a holerei.
Din acel moment, câteva repere includ:
- 1892 - Dmitri Iosifovici Ivanoski a descoperit primul virus.
- 1928 - Alexander Fleming a descoperit penicilina.
- 1995 - A fost publicată prima secvență genomică microbiană.
Microorganisme infecțioase
Când ne gândim la microorganisme, majoritatea dintre noi ne gândim la boli, deși aceste mici „bug-uri” sunt în general mai susceptibile să ne ajute decât să ne facă rău. (Asigurați-vă că citiți mai jos despre „microbii buni”.)
Până în urmă cu mai puțin de un secol și în prezent, în multe locuri ale lumii, infecțiile cu microorganisme erau principala cauză de deces. Speranța de viață în Statele Unite s-a îmbunătățit dramatic în ultimul secol nu numai pentru că trăim mai mult, ci mai ales pentru că în copilărie mor mai puțini copii.
În Statele Unite, bolile de inimă și cancerul sunt acum prima și a doua cauză de deces. Potrivit Organizației Mondiale a Sănătății, în țările cu venituri mici din întreaga lume, principala cauză de deces este infecțiile respiratorii mai mici, urmate de bolile diareice.
Apariția vaccinărilor și a antibioticelor, plus a apei curate, chiar mai important, ne-a redus îngrijorarea față de organismele infecțioase, dar ar fi greșit să fim aroganți. În prezent, ne confruntăm nu numai cu bolile infecțioase emergente, ci și cu rezistența la antibiotice.
Microorganisme utile oamenilor
Deși vorbim rar despre asta, microorganismele sunt nu numai utile, ci necesare în aproape fiecare aspect al vieții noastre. Microbii sunt importanți în:
- Protejarea corpului nostru împotriva microbilor „răi”.
- Prepararea alimentelor: De la iaurt la băuturi alcoolice, fermentarea este o metodă în care creșterea microbilor este utilizată pentru a crea alimente. Acesta este un exemplu, cu toate acestea, microbii sunt partea de jos a lanțului alimentar pentru o mare parte a vieții.
- Defalcarea deșeurilor la sol și reciclarea gazelor atmosferice de mai sus. Bacteriile pot ajuta chiar și la deșeurile dificile, cum ar fi deversările de petrol și deșeurile nucleare.
- Producerea de vitamine precum vitamina K și unele vitamine din grupul B. Bacteriile sunt, de asemenea, extrem de importante pentru digestie.
- Stocarea informațiilor: domeniul criptografiei analizează chiar modalități prin care bacteriile pot fi utilizate ca hard disk pentru stocarea informațiilor.
Nu numai că microbii îndeplinesc multe funcții pentru noi-ei fac parte din noi. Se crede că bacteriile din și de pe corpul nostru depășesc celulele noastre cu un factor de 10 la unu.
Probabil ați auzit cel mai recent lucru despre mâncarea sănătoasă. Pe lângă consumul de broccoli și afine, majoritatea experților în sănătate recomandă consumul zilnic de alimente fermentate sau cel puțin cât mai des posibil. Fără bacterii, nu ar exista fermentație.
La naștere, bebelușii nu au bacterii în corp. Ei își dobândesc primele bacterii pe măsură ce trec prin canalul de naștere. (Unii consideră că lipsa expunerii bacteriene prin canalul de naștere este motivul pentru care obezitatea și alergiile sunt mai frecvente la copiii născuți prin secțiunea C.)
Dacă ați citit știrile în ultima vreme, s-a postulat chiar că bacteriile din intestinele noastre sunt responsabile de dispozițiile noastre de zi cu zi. Studiul microbiomului este acum folosit pentru a explica multe lucruri, cum ar fi de ce antibioticele pot duce la creșterea în greutate.
Domenii ale microbiologiei
Există mai multe domenii diferite în domeniul microbiologiei. Un exemplu al câtorva dintre aceste câmpuri defalcate în funcție de tipul de organism include:
- Parazitologie: Studiul parazitologiei
- Micologie: Studiul ciupercilor
- Bacteriologie: Studiul bacteriilor
- Virologie: Studiul virușilor
- Protozoologie: Studiul protozoarelor
- Ficologie: Studiul algelor
Domeniile microbiologiei pot fi, de asemenea, defalcate în funcție de domeniu, pentru a include o gamă largă de subiecte. Câteva exemple dintre multe includ:
- Fiziologia microbiană (creșterea, metabolismul și structura microbilor)
- Genetica microbiană
- Evoluția microbiană
- Microbiologie de mediu
- Microbiologie industrială (de exemplu, tratarea apelor uzate)
- Microbiologie alimentară (fermentare)
- Biotehnologie
- Bioremediere
Viitorul microbiologiei
Domeniul microbiologiei este fascinant și există mai multe pe care nu le știm. Ceea ce am câștigat probabil în cunoștințe cel mai mult în domeniu este că mai sunt multe de învățat.
Nu numai că microbii pot provoca boli, dar pot fi folosiți pentru a dezvolta medicamente pentru combaterea altor microbi (de exemplu, penicilina.) Unii viruși par să provoace cancer, în timp ce alții sunt evaluați ca o modalitate de combatere a cancerului.
Unul dintre cele mai importante motive pentru care oamenii învață despre microbiologie este acela de a respecta aceste „creaturi” care ne depășesc cu mult. Se crede că rezistența la antibiotice este crescută datorită utilizării necorespunzătoare nu numai a antibioticelor, ci și a săpunurilor antibacteriene. Și asta doar atunci când ne uităm la microbii pe care îi recunoaștem în prezent. Odată cu apariția bolilor infecțioase și cu capacitatea noastră de a călători aproape oriunde în lume cu trei zboruri, există o mare nevoie ca microbiologii să fie educați și pregătiți.