Съдържание
- Видове микроорганизми
- Класификация на микроорганизмите в микробиологията
- История на микробиологията
- Инфекциозни микроорганизми
- Микроорганизми, които са полезни за хората
- Области на микробиологията
- Бъдещето на микробиологията
Областта на микробиологията е от решаващо значение за хората, не само поради инфекциозните заболявания, причинени от тези микроби, но и защото са необходими "добри" микроорганизми, за да живеем на планетата. Като се има предвид, че бактериите в и върху телата ни превъзхождат собствените ни клетки, тази област на изследване може да се счита за една от най-важните области на знанието и изследването.
Видове микроорганизми
Микроорганизмите или „микробите“ са малки живи същества. Повечето от тези организми не могат да се видят с просто око и до изобретяването на теорията за микроскопа и зародишите нямахме представа колко са в изобилие.
Микробите се намират почти навсякъде по земята. Те се намират във врящи водни басейни в Йелоустоун и във вулканични отвори на най-ниските дълбочини на морето. Те могат да живеят в солени апартаменти, а някои процъфтяват в солена вода (толкова много за използването на сол като консервант.) Някои се нуждаят от кислород, за да растат, а други не.
"Най-твърдият" микроорганизъм в света е бактерия, наречена Deinococcus radio trans, бактерия, която може да издържи на феноменална радиация, както подсказва името му, но може да оцелее и без вода, излагане на силни киселини и дори когато е поставена във вакуум.
Класификация на микроорганизмите в микробиологията
Има много различни начини, по които учените са класифицирали и по този начин са се опитали да осмислят милионите микроби в нашата среда.
Многоклетъчни срещу едноклетъчни срещу безклетъчни
Един от начините за класифициране на микробите е дали имат клетки или не и ако да, колко. Микроорганизмите могат да бъдат:
- Многоклетъчни - Наличие на повече от една клетка.
- Едноклетъчни - Наличие на една клетка.
- Ацелуларни - Липсват клетки, като вируси и приони. (Прионите обикновено се наричат "инфекциозни протеини", а не микроби.)
Евкариоти срещу Прокариоти
Друг начин, по който се класифицират микроорганизмите, е свързан с типа клетка. Те включват еукариоти и прокариоти:
- Еукариотите са микроби със "сложни клетки", които имат истинско ядро и мембранно свързани органели. Примери за еукариоти включват хелминти (червеи), протозои, водорасли, гъбички и дрожди.
- Прокариотите са микроби с "прости клетки", които нямат истинско ядро и им липсват мембранно свързани органели. Примерите включват бактерии.
Основните класове микроорганизми
Различните видове микроби също могат да бъдат разделени на:
- Паразити: Паразитите понякога са по-плашещи от другите микроорганизми, поне когато могат да се гледат с просто око. Паразитите включват хелминти (червеи), метили, протозои и други. Примери за паразитни инфекции включват малария, лямблия и африканска сънна болест. Известно е, че аскаридозата (кръгли червеи) заразява 1 милиард души по целия свят.
- Гъби и дрожди: Гъбите са микроорганизми, които по някакъв начин са подобни на растенията. Дрождите са вид гъбички. Примерите включват микоза на крака или други видове гъбични инфекции, които всички попадат в класа на гъбичните инфекции. Тази категория включва също гъби и плесени. Подобно на бактериите, ние също имаме много "добри гъбички", които живеят в тялото ни и не причиняват болести.
- Бактерии: В нашето тяло има и повече бактерии, отколкото човешките клетки, но по-голямата част от тези бактерии са „здрави бактерии“. Те ни предпазват от инфекция от лоши или патологични бактерии и играят роля при смилането на храната ни. Примери за инфекции, причинени от бактерии, включват туберкулоза и стрептокок в гърлото.
- Вируси: Вирусите са в изобилие в природата, въпреки че повечето хора са запознати с тези, които причиняват човешки заболявания. Вирусите могат да заразят и други микроорганизми като бактерии, както и растения. Имунизациите са намалили риска от някои плашещи заболявания, но други, като Ебола и вирусът Зика, ни напомнят, че не сме започнали да побеждаваме тези миниатюрни заплахи.
- Приони: Понастоящем повечето учени не класифицират прионите като микроорганизми, а по-скоро като „инфекциозни протеини“. Въпреки това, те често се изучават от вирусолози. Прионите по същество са парче от необичайно сгънат протеин и може да не изглеждат плашещи в началото. И все пак прионните болести като болестта на лудите крави са едни от най-страховитите инфекциозни заболявания.
История на микробиологията
Това, което сега знаем за микроорганизмите и което ще бъде разгледано по-долу, е сравнително ново в историята. Нека да разгледаме накратко историята на микробиологията:
Първи визуализиран микроскоп / първи микроорганизми: Първата голяма стъпка в микробиологията се случва, когато ван Leeuwenhoek (1632-1723) създава първия микроскоп с една леща. Чрез леща с увеличение приблизително 300Х той успя да визуализира бактериите за първи път (от остъргване на зъбите).
Развитие на теорията за зародишите: Човешкото тяло е признато за източник на инфекция от трима учени:
- Д-р Оливър Уендъл Холмс установи, че жените, които са раждали у дома, са по-малко склонни да развият инфекции, отколкото тези, които раждат в болница.
- Д-р Игнац Семмелвайс свързани инфекции с лекари, които отидоха директно от аутопсията до родилното отделение, без да си мият ръцете.
- Джоузеф Листър въведени асептични техники, включително измиване на ръцете и използване на топлина за стерилизация.
Теория на зародишите: Двамата най-кредитирани за приемането на теорията за зародиша са Луи Пастьор и Робърт Кох:
- Луи Пастьор (1822-1895): На Пастьор се приписва теорията за биогенезата, като отбелязва, че всички живи същества произлизат от нещо, а не от преобладаващата гледна точка по време на спонтанно генериране. Той твърди, че много болести са причинени от микроби (а не от грях, Божи гняв и други потенциални причини.) Той показа, че микроорганизмите са отговорни за ферментацията и развалянето и разработи метода, наречен пастьоризация, използван и до днес. Той също така разработи ваксини срещу бяс и антракс.
- Робърт Кох (1843-1910): Кох е автор на "Постулатите на Кох" научната поредица от стъпки, които доказват теорията за зародиша и която се използва в научните изследвания от (с някои ревизии.) Той идентифицира причината за туберкулоза, антракс и холера.
Оттогава няколко забележителности включват:
- 1892 - Дмитрий Йосифович Иваноски откри първия вирус.
- 1928 - Александър Флеминг открил пеницилин.
- 1995 - Публикувана е първата микробна геномна последователност.
Инфекциозни микроорганизми
Когато мислим за микроорганизми, повечето от нас мислят за болести, макар че тези малки „бъгове“ като цяло са по-склонни да ни помогнат, отколкото да ни наранят. (Не забравяйте да прочетете за „добрите микроби“ по-долу.)
До преди по-малко от век и понастоящем на много места по света инфекциите с микроорганизми бяха водещата причина за смърт. Продължителността на живота в Съединените щати се подобри драстично през последния век не само защото живеем по-дълго, но най-вече защото по-малко деца умират в детството.
В Съединените щати сърдечните заболявания и ракът сега са първата и втората причина за смърт. Според Световната здравна организация в страните с ниски доходи по света водещата причина за смъртта са инфекциите на долните дихателни пътища, последвани от диарийни заболявания.
Появата на ваксинации и антибиотици, плюс още по-важното за чиста вода, понижи загрижеността ни за инфекциозните организми, но би било грешно да се държим арогантно. В момента се сблъскваме не само с нововъзникващи инфекциозни заболявания, но и с антибиотична резистентност.
Микроорганизми, които са полезни за хората
Въпреки че рядко говорим за това, микроорганизмите са не само полезни, но и необходими в почти всеки аспект от живота ни. Микробите са важни за:
- Защита на тялото ни срещу „лоши“ микроби.
- Приготвяне на храна: От кисело мляко до алкохолни напитки, ферментацията е метод, при който растежът на микробите се използва за създаване на храна. Това е един пример, но микробите са дъното на хранителната верига през по-голямата част от живота.
- Разграждането на отпадъците на земята и рециклирането на атмосферните газове по-горе. Бактериите дори могат да помогнат при трудни отпадъци като разливи на петрол и ядрени отпадъци.
- Производство на витамини като витамин К и някои витамини от група В. Бактериите също са изключително важни за храносмилането.
- Съхранение на информация: Областта на криптографията дори разглежда начините, по които бактериите могат да се използват като твърд диск за съхраняване на информация.
Микробите не само изпълняват много функции за ние-те са част от нас. Смята се, че бактериите в и върху телата ни превъзхождат клетките ни с коефициент 10 към един.
Сигурно сте чували най-новото в здравословното хранене. В допълнение към яденето на броколи и боровинки, повечето здравни експерти препоръчват да се ядат ферментирали храни ежедневно или поне възможно най-често. Без бактерии няма да има ферментация.
При раждането бебетата нямат бактерии в тялото си. Те придобиват първите си бактерии, докато преминават през родовия канал. (Някои смятат, че липсата на бактериална експозиция през родовия канал е причината затлъстяването и алергиите да са по-чести при бебета, родени чрез кесарево сечение.)
Ако сте чели новините напоследък, дори се предполага, че бактериите в червата ни са отговорни за нашето ежедневно настроение. Сега изследването на микробиома се използва за обяснение на много неща, като например защо антибиотиците могат да доведат до наддаване на тегло.
Области на микробиологията
В областта на микробиологията има няколко различни области. Пример за някои от тези полета, разбити по тип организъм, включва:
- Паразитология: Изследването на паразитологията
- Микология: Изследването на гъбички
- Бактериология: Изследването на бактериите
- Вирусология: Изследването на вирусите
- Протозоология: Изследването на протозои
- Фикология: Изследване на водорасли
Областите на микробиологията също могат да бъдат разделени по обхват, за да включват широк спектър от теми. Няколко примера сред много от тях включват:
- Микробна физиология (растеж, метаболизъм и структура на микробите)
- Микробна генетика
- Микробна еволюция
- Микробиология на околната среда
- Индустриална микробиология (например пречистване на отпадъчни води)
- Хранителна микробиология (ферментация)
- Биотехнологии
- Биоремедиация
Бъдещето на микробиологията
Областта на микробиологията е очарователна и има още неща, които не знаем. Това, което може би сме придобили в знанията най-много в тази област, е, че има още много за научаване.
Микробите не само могат да причинят заболяване, но могат да се използват за разработване на лекарства за борба с други микроби (например пеницилин.) Някои вируси изглежда причиняват рак, докато други се оценяват като начин за борба с рака.
Една от най-важните причини хората да научат за микробиологията е да уважават тези "същества", които далеч ни превъзхождат. Смята се, че антибиотичната резистентност се увеличава поради неправилна употреба не само на антибиотици, но и на антибактериални сапуни. И това е само когато разглеждаме микробите, които в момента разпознаваме. С появата на инфекциозни заболявания и с нашата способност да пътуваме почти навсякъде по света с три полета, има голяма нужда микробиолозите да бъдат обучени и подготвени.