Innhold
- Typer mikroorganismer
- Klassifisering av mikroorganismer i mikrobiologi
- Mikrobiologisk historie
- Smittsomme mikroorganismer
- Mikroorganismer som er nyttige for mennesker
- Felt for mikrobiologi
- Fremtiden for mikrobiologi
Feltet mikrobiologi er avgjørende for mennesker, ikke bare på grunn av smittsomme sykdommer forårsaket av disse mikroberne, men fordi "gode" mikroorganismer er nødvendige for at vi skal kunne leve på planeten. Tatt i betraktning at bakteriene i og på kroppene våre overstiger våre egne celler, kan dette studiefeltet betraktes som et av de viktigste kunnskaps- og studieområdene.
Typer mikroorganismer
Mikroorganismer, eller "mikrober" er små levende ting. De fleste av disse organismene kan ikke sees med det blotte øye, og før oppfinnelsen av mikroskopet og kimteorien, ante vi ikke hvor rikelig de er.
Mikrober finnes nesten hvor som helst på jorden. De finnes i kokende bassenger med vann i Yellowstone og i vulkanske ventilasjoner på de laveste havdypene. De kan leve i saltleiligheter og noen trives i saltvann (så mye for å bruke salt som konserveringsmiddel.) Noen trenger oksygen for å vokse, og andre ikke.
Verdens "tøffeste" mikroorganisme er en bakterie som kalles Deinococcus radio trans, en bakterie som tåler stråling i fenomenal grad som navnet tilsier, men som også kan overleve uten vann, eksponering for sterke syrer og til og med når den plasseres i et vakuum.
Klassifisering av mikroorganismer i mikrobiologi
Det er mange forskjellige måter forskere har klassifisert, og på den måten forsøkt å gi mening, av millioner av mikrober i vår midte.
Multicellular vs Unicellular vs Acellular
En av måtene mikrober klassifiseres på, er av hvorvidt de har celler eller ikke, og i så fall hvor mange. Mikroorganismer kan være:
- Multicellular - Har mer enn én celle.
- Unicellular - Å ha en enkelt celle.
- Acellular - Manglende celler, som virus og prioner. (Prions blir vanligvis referert til som "smittsomme proteiner" i stedet for mikrober.)
Eukaryoter vs Prokaryoter
En annen måte som mikroorganismer klassifiseres på, har med celletypen å gjøre. Disse inkluderer eukaryoter og prokaryoter:
- Eukaryoter er mikrober med "komplekse celler" som har en ekte kjerne og membranbundne organeller. Eksempler på eukaryoter inkluderer helminter (ormer), protozoer, alger, sopp og gjær.
- Prokaryoter er mikrober med "enkle celler" som ikke har en ekte kjerne og mangler membranbundne organeller. Eksempler inkluderer bakterier.
De viktigste klassene av mikroorganismer
De forskjellige typer mikrober kan også deles inn i:
- Parasitter: Parasitter er noen ganger mer skremmende enn andre mikroorganismer, i det minste når de kan sees med det blotte øye. Parasitter inkluderer helminths (ormer), flukes, protozoa og andre. Eksempler på parasittinfeksjoner inkluderer malaria, giardia og afrikansk sovende sykdom. Ascariasis (rundorm) er kjent for å infisere 1 milliard mennesker over hele verden.
- Sopp og gjær: Sopp er mikroorganismer som på noen måter ligner planter. Gjær er en type sopp. Eksempler inkluderer fotsopp eller andre typer gjærinfeksjoner, som alle faller inn under klassen soppinfeksjoner. Denne kategorien inkluderer også sopp og form. I likhet med bakterier har vi også mange "gode sopper" som lever på kroppen vår og ikke forårsaker sykdom.
- Bakterie: Vi har flere bakterier i og på kroppen vår enn menneskelige celler, men de aller fleste av disse bakteriene er "sunne bakterier." De beskytter oss mot infeksjon fra dårlige eller patologiske bakterier og spiller en rolle i å fordøye maten vår. Eksempler på infeksjoner forårsaket av bakterier inkluderer tuberkulose og strep hals.
- Virus: Virus er rikelig i naturen, selv om de som de fleste er kjent med, er de som forårsaker sykdom hos mennesker. Virus kan også infisere andre mikroorganismer som bakterier, så vel som planter. Immuniseringer har redusert risikoen for noen skremmende sykdommer, men andre, som Ebola og Zika-viruset, minner oss om at vi ikke har begynt å erobre disse miniatyrtruslene.
- Prions: De fleste forskere på dette tidspunktet klassifiserer ikke prioner som mikroorganismer, men snarere som "smittsomme proteiner." Når det er sagt, blir de ofte studert av virologer. Prioner er egentlig et stykke unormalt brettet protein, og virker kanskje ikke skremmende i begynnelsen. Likevel er prionsykdommer som gal kusykdom noen av de mest fryktede smittsomme sykdommene.
Mikrobiologisk historie
Det vi nå vet om mikroorganismer, og som vil bli diskutert videre nedenfor, er relativt nytt i historien. La oss ta en kort titt på historien til mikrobiologi:
Første mikroskop / første mikroorganismer visualisert: Det første store trinnet i mikrobiologi oppstod da van Leeuwenhoek (1632-1723) opprettet det første enkeltlinsemikroskopet. Gjennom et objektiv som hadde en forstørrelse på omtrent 300X, var han i stand til å visualisere bakterier for første gang (fra skrap av tennene.)
Utvikling av kimteori: Menneskekroppen ble anerkjent som en kilde til infeksjon av tre forskere:
- Dr. Oliver Wendall Holmes fant at kvinner som fødte hjemme, hadde mindre sannsynlighet for å utvikle infeksjoner enn de som fødte på et sykehus.
- Dr. Ignaz Semmelweis knyttet infeksjoner med leger som gikk direkte fra obduksjonsrommet til fødeavdelingen uten å vaske hendene.
- Joseph Lister introduserte aseptiske teknikker, inkludert både håndvask og bruk av varme til sterilisering.
Kimteori: De to personene som ble mest kreditert med aksept av bakterieteorien, var Louis Pasteur og Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895): Pasteur er kreditert med teorien om biogenese, og bemerker at alle levende ting kommer fra noe i stedet for det rådende synet på tidspunktet for spontan generasjon. Han hevdet at mange sykdommer var forårsaket av mikrober (snarere enn av synd, Guds sinne og andre potensielle årsaker.) Han viste at mikroorganismer er ansvarlige for gjæring og ødeleggelse og utviklet metoden kalt pasteurisering som fortsatt brukes i dag. Han utviklet også rabies og miltbrannvaksiner.
- Robert Koch (1843-1910): Koch er forfatteren av "Kochs postulerer" den vitenskapelige trinnrekke som beviste kimteorien og som har blitt brukt i vitenskapelige studier siden (med noen revisjoner.) Han identifiserte årsaken til tuberkulose, miltbrann og kolera.
Siden den tiden har noen landemerker:
- 1892 - Dmitri Iosifovich Ivanoski oppdaget det første viruset.
- 1928 - Alexander Fleming oppdaget penicillin.
- 1995 - Den første mikrobielle genomiske sekvensen ble publisert.
Smittsomme mikroorganismer
Når vi tenker på mikroorganismer, tenker de fleste av oss på sykdom, selv om disse små "insektene" generelt sett er mer sannsynlig å hjelpe oss enn å skade oss. (Sørg for å lese om "gode mikrober" nedenfor.)
Inntil for mindre enn hundre år siden, og for tiden mange steder i verden, var infeksjoner med mikroorganismer den viktigste dødsårsaken. Forventet levealder i USA forbedret seg dramatisk i løpet av forrige århundre, ikke bare fordi vi lever lenger, men hovedsakelig fordi færre barn dør i barndommen.
I USA er hjertesykdom og kreft nå den første og andre viktigste dødsårsaken. Ifølge Verdens helseorganisasjon, i lavinntektsland over hele verden, er den viktigste dødsårsaken infeksjoner i nedre luftveier, etterfulgt av diarésykdommer.
Fremkomsten av vaksinasjoner og antibiotika, pluss enda viktigere rent vann, har senket vår bekymring over smittsomme organismer, men det ville være galt å være arrogant. På den nåværende tiden står vi ikke bare overfor nye smittsomme sykdommer, men også mot antibiotikaresistens.
Mikroorganismer som er nyttige for mennesker
Selv om vi sjelden snakker om det, er mikroorganismer ikke bare nyttige, men nødvendige i nesten alle aspekter av våre liv. Mikrober er viktige i:
- Å beskytte kroppene våre mot "dårlige" mikrober.
- Å lage mat: Fra yoghurt til alkoholholdige drikker, er gjæring en metode der veksten av mikrober brukes til å lage mat. Dette er et eksempel, men mikrober er bunnen av næringskjeden for store deler av livet.
- Nedbryting av avfall på bakken og resirkulering av atmosfæriske gasser over. Bakterier kan til og med hjelpe til med vanskelig avfall som oljesøl og atomavfall.
- Produserer vitaminer som vitamin K og noen B-vitaminer. Bakterier er også ekstremt viktige for fordøyelsen.
- Informasjonslagring: Kryptografifeltet ser til og med på måter bakterier kan brukes som en harddisk for å lagre informasjon på.
Ikke bare utfører mikrober mange funksjoner til oss-de er en del av oss. Det antas at bakteriene i og på kroppene våre overstiger cellene våre med en faktor på 10 til en.
Du har sikkert hørt det siste innen å spise sunt. I tillegg til å spise brokkoli og blåbær, anbefaler de fleste helseeksperter å spise fermentert mat daglig, eller minst så ofte som mulig. Uten bakterier ville det ikke være gjæring.
Ved fødselen har ikke babyer bakterier i kroppen. De får sine første bakterier når de passerer gjennom fødselskanalen. (Mangelen på bakterieeksponering via fødselskanalen antas av noen å være årsaken til at fedme og allergier er vanligere hos babyer som leveres av C-seksjon.)
Hvis du har lest nyhetene i det siste, er det til og med blitt postulert at bakteriene i tarmene våre er ansvarlige for vårt daglige humør. Studien av mikrobiomet brukes nå til å forklare mange ting, for eksempel hvorfor antibiotika kan føre til vektøkning.
Felt for mikrobiologi
Det er flere forskjellige felt innen mikrobiologi. Et eksempel på noen av disse feltene fordelt på type organismer inkluderer:
- Parasitologi: Studiet av parasitologi
- Mykologi: Studien av sopp
- Bakteriologi: Studien av bakterier
- Virologi: Studiet av virus
- Protozoologi: Studiet av protozoer
- Fykologi: Studiet av alger
Felt av mikrobiologi kan også deles opp etter omfang for å inkludere et bredt spekter av emner. Noen få eksempler blant mange inkluderer:
- Mikrobiell fysiologi (vekst, metabolisme og struktur av mikrober)
- Mikrobiell genetikk
- Mikrobiell evolusjon
- Miljømikrobiologi
- Industriell mikrobiologi (for eksempel rensing av avløpsvann)
- Matmikrobiologi (gjæring)
- Bioteknologi
- Biomedisinering
Fremtiden for mikrobiologi
Feltet mikrobiologi er fascinerende, og det er mer vi ikke vet. Det vi kanskje har fått i kunnskapen mest innen feltet er at det er så mye mer å lære.
Ikke bare kan mikrober forårsake sykdom, men de kan brukes til å utvikle medisiner for å bekjempe andre mikrober (for eksempel penicillin.) Noen virus ser ut til å forårsake kreft, mens andre vurderes som en måte å bekjempe kreft på.
En av de viktigste grunnene til at folk lærer seg om mikrobiologi, er å ha respekt for disse "skapningene" som langt overgår oss. Det antas at antibiotikaresistens øker på grunn av feil bruk, ikke bare av antibiotika, men av antibakterielle såper. Og det er bare når vi ser på mikrober vi kjenner igjen for øyeblikket. Med smittsomme sykdommer som dukker opp, og med vår evne til å reise nesten hvor som helst i verden på tre flyreiser, er det et stort behov for at mikrobiologer blir utdannet og forberedt.