Mikrobiologie studuje identifikaci, způsob života, fyziologii a metabolismus mikroorganismů
Obrázek: CDC při Unsplash
Mikrobiologie je odvětví biologie, které studuje mikroorganismy. Slovo pochází z řeckého mikros , což znamená malý, a bios a loga , věda o životě. Jeho studie tedy zahrnuje identifikaci, způsob života, fyziologii a metabolismus mikroorganismů, kromě jejich vztahu k životnímu prostředí a dalším druhům.
Vznik mikrobiologie
Mikrobiologie vznikla vytvořením mikroskopu, který vynalezl Holanďan Antony Van Leeuwenhoek v roce 1674. Zařízení používal ke sledování mikroskopických bytostí ve vzorcích půdy, slin a výkalů a nazýval je „animálculos“. Objev Leeuwenhoeka vyvolal důležitou debatu o počátcích života na Zemi.
Teorie abiogeneze nebo teorie spontánní generace měla Aristotela jako svého nejslavnějšího obránce a byla považována za platnou až do 19. století. Podle této teorie by „animálculos“ byl výsledkem rozkladu rostlin a živočišných tkání. Obránci této školy věřili, že život vznikl z neživých předmětů.
Objev mikroskopu a dalších mikrobiologických studií umožnil vznik teorie biogeneze, která se postavila proti myšlence, že ze suroviny může vzniknout nová bytost. Podle této teorie všechny živé bytosti vznikají z jiných již existujících živých bytostí, to znamená, že existující „animace“ by vedly k vzniku nových „animací“. Nejvýraznější studie provedené k vysvětlení této teorie byly provedeny Francescem Redim v roce 1668 a Louisem Pasteurem v roce 1862, který trvale zavrhuje teorii abiogeneze.
- Co je to biodegradace
Co jsou to mikroorganismy
Mikroorganismy, obecně nazývané „zárodky“ a „mikroby“, jsou mikroskopické bytosti, z nichž mnohé jsou pouhým okem neviditelné a které mají překvapivou rozmanitost struktury a způsobu života. Bakterie, houby, prvoky, viry a řasy jsou součástí sady mikroorganismů.
- Více než polovina našeho těla není člověk
S touto rozmanitostí druhů byly mikroorganismy jediné bytosti, které se přizpůsobily všem místům na planetě: jsou ve vzduchu, na mořském dně, v podzemí a dokonce i v nás. „V našem těle je více bakteriálních buněk než lidských,“ říká mikrobiolog Jacyr Pasternak z nemocnice Albert Einstein v São Paulu.
Význam mikroorganismů
I když jsou mikroorganismy nejmenší formou života, tvoří podstatnou část zemské biomasy a provádějí mnoho základních chemických reakcí pro jiné organismy. Kromě toho jsou lidé, rostliny a zvířata úzce závislí na mikrobiální aktivitě při recyklaci živin a odbourávání organické hmoty. Proto jsou mikroorganismy nesmírně důležité pro podporu a udržení života.
- Humus: co to je a jaké jsou jeho funkce pro půdu
Mikrobiologické oblasti
Mikrobiologie je široká oblast studia, která umožňuje provádět několik výzkumů. Oblasti činnosti mikrobiologie jsou: lékařská mikrobiologie, farmaceutická mikrobiologie, mikrobiologie životního prostředí, potravinářská mikrobiologie a mikrobiální mikrobiologie.
Lékařská mikrobiologie
Lékařská mikrobiologie se zaměřuje na patogenní mikroorganismy. Jeho výkon souvisí s kontrolou a prevencí infekčních nemocí.
- Co jsou zoonózy?
Farmaceutická mikrobiologie
Farmaceutická mikrobiologie je zaměřena na studium mikroorganismů, které se podílejí na výrobě léčiv, zejména antibiotik.
- Antibiotika ukládaná do přírody generují superbug, varuje OSN
Mikrobiologie prostředí
Mikrobiologie prostředí, související s biogeochemickými cykly, se zaměřuje na studium bakterií a hub, které působí na rozklad organických látek a chemických látek vyskytujících se v přírodě.
Mikrobiologie potravin
Mikrobiologie potravin má za cíl studovat mikroorganismy používané v potravinářském průmyslu se zaměřením na bezpečnost a trvanlivost potravin, zpracování tradičních produktů a vývoj nových potravinářských produktů se senzorickými atributy vhodnými pro různé cílové skupiny spotřebitelů.
Mikrobiální mikrobiologie
Mikrobiální mikrobiologie se ve svých studiích zaměřuje na genetickou a molekulární manipulaci s mikroorganismy.
Klasifikace mikroorganismů
Podle jejich charakteristik lze mikroorganismy rozdělit na: prokaryoty nebo eukaryoty, autotrofy nebo heterotrofy a jednobuněčné nebo mnohobuněčné.
Prokaryoty nebo eukaryoty
Eukaryotické bytosti mají složité struktury tvořené vnitřními membránami, cytoskeletem a jádrem. Prokaryota na druhé straně neobsahují jádra a jiné organely spojené s membránou.
Autotrofní nebo heterotrofní
Zatímco autotrofní organismy produkují své vlastní jídlo pomocí světelných nebo anorganických chemických reakcí, heterotrofní spoléhají na organické molekuly vytvořené autotrofy, aby získali energii a dokončili dýchací křeslo.
Jednobuněčný nebo vícebuněčný
Jednobuněčné organismy jsou tvořeny pouze jednou buňkou a mnohobuněčné organismy rozmanitostí buněk.
Příklady
- Bakterie jsou eukaryotické a jednobuněčné mikroorganismy. Ačkoli existují autotrofní bakterie, převážná většina je heterotrofní a živí se látkami produkovanými jinými živými bytostmi.
- Houby jsou eukaryotické, heterotrofní mikroorganismy a mohou být jednobuněčné jako kvasinky nebo mnohobuněčné jako houby.
- Řasy jsou eukaryotické mikroorganismy, fotosyntetické autotrofy a mohou být jednobuněčné nebo mnohobuněčné.
- Prvoky jsou eukaryotické, heterotrofní a jednobuněčné mikroorganismy.
- Viry jsou acelulární mikroorganismy, které nemají vlastní metabolismus. Proto jsou všechny jeho činnosti prováděny v jiném organismu.
Životní styl
Mikroorganismy jsou rozděleny do různých skupin podle jejich způsobu života a mohou to být saprobi, paraziti nebo symbionti.
Saproby
Známé jako recyklační mikroorganismy, saproby jsou rozkladače mrtvých organických látek a komenzály, to znamená, že udržují asociace bez zjistitelných výhod nebo poškození.
- Houby a bakterie jsou hlavními mikroorganismy, které rozkládají organickou hmotu.
- Příklad komenzalismu lze pozorovat v půdě mezi houbami a bakteriemi. Některé bakterie využívají glukózu produkovanou degradací celulózy houbami.
Paraziti
Paraziti jsou mikroorganismy, které způsobují poškození živých buněk jiných organismů a mohou se projevovat v různé míře. Jsou oni:
- Povinný parazitismus: jeho přežití je zcela závislé na hostiteli;
- Mnohonásobný parazitismus: mikroorganismus má více hostitelů;
- Nepovinný parazitismus: mohou prezentovat dva životní návyky, přežít jak uvnitř hostitele (parazitní životní zvyk), tak i mimo něj (volný životní zvyk);
- Hyperparazitismus: stav, kdy se u prvního parazita vyvíjí druhý parazit;
Symbionti
Mikroorganismy, které jsou dlouhodobě spojeny, což může být prospěšný vztah pro jednotlivce i ne. Tato sdružení mohou být vzájemná nebo nepřátelská.
Mutualistická symbióza
Mutualistická symbióza je prospěšný vztah, kde dochází k morfologické a fyzické interakci mezi mikroorganismy. Příkladem této asociace, ke které dochází mezi houbami a řasami nebo sinicemi a houbami, jsou lišejníky. Zatímco řasy a sinice poskytují houbám organické sloučeniny, poskytují prostředí příznivější pro přežití, protože poskytují ochranu.
Antagonistická symbióza
Antagonistická symbióza je vztah, kdy je jeden z mikroorganismů poškozován na úkor druhého. Příkladem této asociace jsou houby, které produkují antibiotické látky, které inhibují růst bakterií.
Patogenní mikroorganismy
Jsou to mikroorganismy schopné produkovat infekční choroby v hostitelích za podmínek příznivých pro jejich přežití a vývoj. Existují bakterie, houby, viry, prvoky a řasy, které spadají do této třídy.
- Co je to plíseň a proč je nebezpečná?
Nepatogenní mikroorganismy
Jsou to ty mikroorganismy, které jsou kolem nás a účastní se různých přírodních procesů a které nezpůsobují zdravotní problémy. V některých případech jsou dokonce prospěšné. Probiotika, jako je Lactobacillus, jsou příkladem této třídy, protože konzumace těchto živých mikroorganismů zlepšuje mikrobiální rovnováhu v našem gastrointestinálním traktu.
- Co jsou probiotické potraviny?
Závěr
Mikrobiologie má velký význam jako základní a aplikovaná věda. Základní věda zdůrazňuje fyziologické, biochemické a molekulární studie mikroorganismů. Aplikovaná věda na druhé straně zaměřuje své studie na průmyslové procesy, procesy v oblasti potravin a chorob nebo škůdců.
Přes pokroky v mikrobiologii v posledních letech se odhaduje, že bylo katalogizováno pouze jedno procento všech druhů mikroorganismů na planetě. Přestože jsou předmětem studia již více než tři století, stále existuje velký prostor pro rozvoj tohoto velmi důležitého oboru.
