Hva er mikrobiologi. Hva studerer mikrobiologi? Grunnleggende om mikrobiologi

Vitenskapen om biologi inkluderer et stort antall delseksjoner og filosofiske fag. Imidlertid er mikrobiologi en av de yngste og mest lovende, nyttige for en person og hans aktivitet. Relativt nylig oppstått, men raskt fått fart i utviklingen, har denne vitenskapen i dag blitt forfedre for slike sektorer som bioteknologi og genteknologi. Hva er mikrobiologi og hvordan skjedde stadier av dens formasjon og utvikling? La oss se nærmere på dette.

Hva er mikrobiologi?

Først av alt er mikrobiologi en vitenskap. En voluminøs, interessant, ung, men dynamisk utviklende vitenskap. Ordet er etymologi avledet fra det greske språket. Så, "mikros" betyr "liten", den andre delen av ordet kommer fra "bios", som betyr "livet", og den siste delen fra gresk. "Logoer", som oversetter som en undervisning. Nå kan du gi et ordentlig svar på spørsmålet, hva er mikrobiologi. Dette er læren om mikro-livet.

Det er med andre ord studiet av de minste levende vesener som ikke er synlige for det blotte øye. Slike encellede organismer inkluderer:

1. Prokaryoter (ikke-nukleare organismer, eller mangler en formell kjernekraft):

• bakterier;
• Archaea.

2. Eukaryoter (organismer som har en utviklet kjernen):

• Unicellular alger;
• protozoer.

3. Virus.

Men prioriteten i mikrobiologi gis til studiet av bakterier av svært forskjellige typer, former og metoder for å skaffe energi. Dette er grunnlaget for mikrobiologi.

Faget for vitenskap

Når man blir spurt om hva mikrobiologi er, kan man svare på dette: Det studerer eksternt mangfold av bakterier i form og størrelse, deres effekt på miljøet og på levende organismer, måter å mate, utvikle og multiplisere mikroorganismer og deres innvirkning på menneskelige økonomiske og praktiske aktiviteter.

Mikroorganismer er skapninger som kan leve i en rekke forhold. For dem er det praktisk talt ingen grenser for temperatur, surhet og alkalitet i medium, trykk og fuktighet. Under alle forhold er det minst én (og oftest mye) en gruppe bakterier som kan overleve. I dag er det samfunn av mikroorganismer som lever i absolutt anaerobe forhold inne i vulkaner, på bunnen av termiske kilder, i de mørke dypene av havene, i tøffe forhold til fjell og bergarter, og så videre.

Vitenskapen vet hundrevis av arter av mikroorganismer, som til slutt legger opp til tusenvis. Det er imidlertid fastslått at dette bare er en liten del av mangfoldet som eksisterer i naturen. Derfor er mikrobiologers arbeid veldig mye.

En av de mest kjente sentrene, der en detaljert studie av mikroorganismer og alle prosessene knyttet til dem, var Pasteur-instituttet i Frankrike. Navngitt etter den berømte grunnleggeren av mikrobiologi som vitenskap, Louis Pasteur, har denne institusjonen av mikrobiologi fra sine vegger produsert en rekke bemerkelsesverdige spesialister som ikke har gjort mindre bemerkelsesverdige og betydelige funn.

I Russland hidtil har instituttet for mikrobiologi im. SN Vinogradsky RAS, som er det største forskningsenteret innen mikrobiologi i vårt land.

Historisk nedbrytning i mikrobiologisk vitenskap

Historien om utviklingen av mikrobiologi som vitenskap består av tre grunnleggende betingede stadier:

• Morfologisk eller beskrivende;
• Fysiologisk eller kumulativ;
• moderne.

Generelt teller mikrobiologiens historie i utviklingen rundt 400 år. Det vil si begynnelsen av fremveksten handler om XVII-tallet. Derfor anses det at det er en ganske ung vitenskap i forhold til andre deler av biologi.

Morfologisk eller beskrivende scene

Selve navnet antyder at i dette stadium, strengt tatt, var det rett og slett akkumulering av kunnskap om bakterienes morfologi. Det hele begynte med oppdagelsen av prokaryoter. Denne fortjenesten tilhører forfederen til mikrobiologisk vitenskap italiensk Antonio van Leeuwenhoek, som hadde et akutt sinn, et fastholdende utseende og en god evne til å tenke logisk og generalisere. Å være også en god tekniker klarte han å skille linsene, noe som ga en økning på 300 ganger. Og for å gjenta sin prestasjon kunne kun i midten av XX århundre russiske forskere. Og så ikke ved å snu, men ved å smelte linser fra optiske glassfibre.

Disse linsene tjente som det materialet gjennom hvilket Leuvenook oppdaget mikroorganismer. Og i utgangspunktet satte han seg en oppgave av en meget prosaisk natur: Forskeren lurte på hvorfor fanden er så bitter. Rasterev deler av planten og undersøkte dem under et eget eget mikroskop, så han en hel levende verden av små skapninger. Det var i 1695. Siden da begynner Antonio å studere og beskrive ulike typer bakterieceller aktivt. Han skiller dem bare i form, men dette er allerede ganske mye.

Levenguk eier rundt 20 manuskriptvolumer, som beskriver i detalj bolleformet, stangformet, spiral og andre typer bakterier. Han skrev det første arbeidet med mikrobiologi, som heter "Naturens hemmeligheter, oppdaget av Anthony van Leeuwenhoek." Det første forsøket på å systematisere og generalisere akkumulert kunnskap om bakteriens morfologi tilhører forskeren O. Muller, som tok det i 1785. Fra dette øyeblikket begynner historien om utviklingen av mikrobiologi å skape fart.

Fysiologisk eller akkumulert stadium

På dette stadiet i utviklingen av naturvitenskap ble mekanismene som ligger til grunn for den vitale aktiviteten til bakterier studert. Prosessene de deltar i og som er umulige i naturen, vurderes. Det ble vist umuligheten av spontan generasjon av liv uten deltakelse av levende organismer. Alle disse funnene ble gjort som et resultat av eksperimenter fra den store forsker-kjemiker, men etter disse funnene også en mikrobiolog, Louis Pasteur. Det er vanskelig å overvurdere sin betydning i utviklingen av denne vitenskapen. Mikrobiologiens historie kunne knapt utviklet seg så raskt og fullt, hadde det ikke vært for denne geniale mannen.

Pasteurs funn kan vises på flere hovedpunkter:

• Har vist at fermenteringsprosessen av sukkerholdige stoffer kjent for mennesker fra uendelig tid skyldes tilstedeværelsen av en bestemt type mikroorganismer. Og for hver type gjæring (melkesyre, alkohol, olje, etc.) er tilstedeværelsen av en bestemt gruppe bakterier karakteristisk, som den gjør;
• Innført i næringsmiddelindustrien prosessen med pasteurisering for avhending av produkter fra mikroflora, forårsaker rotting og ødeleggelse;
• Han fortjener æren til å øke immuniteten mot sykdommer ved å introdusere en vaksine inn i kroppen. Det vil si, Pasteur er forfedre av vaksinasjoner, det var han som viste at sykdommer er forårsaket av tilstedeværelse av patogene bakterier;
• Ødelagt ideen om aerobic alle levende ting og bevist at for mange bakteriers liv (for eksempel oljeholdige syrer), er oksygen ikke nødvendig i det hele tatt, og til og med skadelig.

Den viktigste ubestridelige verdien av Louis Pasteur var at han bevist alle sine oppdagelser eksperimentelt. Slik at ingen kan være i tvil om resultatets gyldighet. Men mikrobiologiens historie slutter ikke der.

En annen forsker som jobbet i XIX århundre og gjorde et uvurderlig bidrag til studien av mikroorganismer, var Robert Koch, en tysk forsker som fortjener fradrag av rene linjer av bakterielle celler. Det er, i naturen, alle mikroorganismer er nært forbundne. En gruppe i ferd med livet skaper et næringsmedium for det andre, det andre gjør det samme for det tredje og så videre. Det vil si at de er de samme matkjedene som høyere organismer, bare innenfor bakterielle samfunn. På grunn av dette er det svært vanskelig å studere et bestemt samfunn, en gruppe mikroorganismer, fordi deres dimensjoner er ekstremt små ( ^1-6 m eller 1 m), og de er ikke i kontinuerlig nært samspill med hverandre, men låner seg ikke til nøye studier alene. Ideelt var muligheten til å vokse mange identiske bakterieceller fra samme samfunn under kunstige forhold. Det vil si å få en masse identiske celler som vil være synlige for det blotte øye og å studere prosessene der det blir mye lettere.

Det er akkurat det Koch oppdaget. Han introduserte avlen av rene kulturer av bakterier i næringsmedium, som for hvert samfunn har sin egen. Han fortjener også kreditt for fargekolonier av mikroorganismer og individuelle deltakere. Robert Koch var den første som oppdaget en tuberkelbacillus (Kochs pinne), parasittisk hos dyr og mennesker. Denne forskeren brukte metoden for å infisere eksperimentelle dyr med patogene bakterier med sikte på å avle rene kulturer av slike mikroorganismer og utviklet metoder for desinfisering og bekjempelse av dem.

Dermed ble mye verdifull informasjon samlet på den vitale aktiviteten til bakterier, deres fordeler og skade på mennesker. Utviklingen av mikrobiologi har gått enda mer intensivt.

Den moderne scenen

Moderne mikrobiologi er et kompleks av delseksjoner og minoriteter som studerer ikke bare bakteriene selv, men også virus, sopp, arkea og alle kjente og nyoppdagede mikroorganismer. På spørsmålet, hva er mikrobiologi, i dag kan vi gi et veldig fullt og detaljert svar. Dette er et kompleks av naturvitenskap som er involvert i studiet av mikroorganismens vitale aktivitet, deres anvendelse i praktisk menneskeliv på forskjellige områder og sfærer, samt påvirkning av mikroorganismer på hverandre, på miljøet og levende organismer.

I forbindelse med et så omfattende konsept for mikrobiologi er det nødvendig å bringe den moderne graderingen av denne vitenskapen inn i seksjoner.

1. Totalt.
2. Jord.
3. Vann.
4. Landbruk.
5. Medisinsk.
6. Veterinær.
7. Plass.
8. Geological Survey.
9. Virologi.
10. Mat.
11. Industriell (teknisk).

Hvert av disse avsnittene omhandler en detaljert studie av mikroorganismer, deres innvirkning på liv og helse hos mennesker og dyr, samt muligheten for å bruke bakterier til praktiske formål for å forbedre menneskets livskvalitet. Alt dette i et kompleks er hva mikrobiologi studerer.

Det største bidraget til utviklingen av moderne mikrobiologiske metoder, metoder for utskillelse og dyrking av stammer av mikroorganismer, ble laget av slike forskere som Wolfram Zillig og Carl Stetter, Carl Vese, Norman Pace, Watson Creek, Pauling, Zuckerkandl. Fra innenlandske forskere er navn som I. I. Mechnikov, L. S. Tsenkovsky, D. I. Ivanovsky, S. N. Vinogradsky, V. L. Omelyansky, S. P. Kostychev, J. Ya. Nikitinsky og F. M. Chistyakov, A. I. Lebedev, V. N. Shaposhnikov. Takket være de oppførte forskernes arbeid ble det utviklet metoder for å bekjempe alvorlige sykdommer hos dyr og mennesker (miltbrann, sukkemid, munn- og klovsyke, kopper og så videre). Man har opprettet måter å øke immuniteten mot bakteriologiske og virale sykdommer, stammer fra mikroorganismer som er i stand til å behandle olje, har blitt produsert, mange forskjellige organiske stoffer er opprettet i vitalitetsprosessen, renser og forbedrer den økologiske situasjonen, dekomponerer ikke-dissocierende kjemiske forbindelser og mye mer.

Bidrag fra disse menneskene er virkelig uvurderlige, derfor har noen av dem (Mechnikov II) mottatt Nobelprisen for sitt arbeid. Til dags dato er det dannet subsidiærvitenskap på grunnlag av mikrobiologi, som er den mest avanserte innen biologi - bioteknologi, bioteknologi og genteknologi. Arbeidet til hver av dem er rettet mot å skaffe organismer eller grupper av organismer med forhåndsbestemte egenskaper, hensiktsmessige for mennesker. Å utvikle nye metoder for arbeid med mikroorganismer, for å maksimere fordelene ved å bruke bakterier.

Dermed er stadiene for utvikling av mikrobiologi, men ikke mange, imidlertid svært informativ og full av hendelser.

Metoder for studier av mikroorganismer

Moderne metoder for mikrobiologi er basert på å jobbe med rene kulturer, samt å bruke de nyeste prestasjonene fra teknologi (optisk, elektronisk, laser og så videre). Her er de viktigste.

1. Bruk av mikroskopiske tekniske midler. Som regel gir bare lysmikroskoper ikke et fullt resultat, derfor brukes også luminescerende, laser og elektronisk.
2. Avlinger av bakterier på spesielle næringsmedier for utskillelse og dyrking av helt rene kolonier av kulturer.
3. Fysiologiske og biokjemiske analysemetoder for kulturen av mikroorganismer.
4. Molekylærbiologiske analysemetoder.
5. Genetiske analysemetoder. Til dags dato har det blitt mulig å spore genealogisk treet til nesten alle åpne mikroorganismer. Dette ble gjort mulig ved Karl Vezes verk, som kunne dechifere delen av genomet av bakterienes koloni. Med denne oppdagelsen ble det mulig å konstruere et fylogenetisk system av prokaryoter.

Totaliteten av de oppførte metodene tillater å oppnå full og detaljert informasjon om noen av de nylig oppdagede eller allerede oppdagede mikroorganismer og finne dem den rette applikasjonen.

Mikrobiologiens stadier, som hun passerte i sin utvikling som vitenskap, inneholdt ikke alltid et så sjenerøst og presist sett med metoder. Det er imidlertid bemerkelsesverdig at den mest effektive når som helst er eksperimentell metode, det var han som tjente som grunnlag for akkumulering av kunnskap og ferdigheter i arbeidet med microworld.

Mikrobiologi i medisin

Et av de viktigste og viktigste områdene for mikrobiologi for menneskers helse er medisinsk mikrobiologi. Hensikten med studien hennes var virus og patogene bakterier som forårsaker alvorlige sykdommer. Derfor, for mikrobiologer, er oppgaven å identifisere den patogene organismen, for å dyrke sin rene linje, for å studere livets egenskaper og årsakene til hvilken menneskekroppen er skadet, og å finne et middel for å eliminere denne handlingen.

Etter at den rene kulturen til den patogene organismen er oppnådd, er det nødvendig å gjennomføre en grundig molekylærbiologisk analyse. På grunnlag av resultatene, en test av resistens av organismer til antibiotika, identifiserer måter å spre sykdommen og velge den mest effektive metoden for behandling mot denne mikroorganismen.

Det var medisinsk mikrobiologi, inkludert veterinærmedisin, som bidro til å løse en rekke aktuelle problemer med menneskeheten: Det ble opprettet vaksiner mot miltbrann, rabies, erysipelas, fårpoks, anaerobe infeksjoner, tularemi og paratyphoid, og det ble mulig å kvitte seg med pest og parapneumoni og så videre.

Ernæringsmessig mikrobiologi

Grunnleggende om mikrobiologi, hygiene og hygiene er nært forbundet og generelt forenet. Tross alt kan patogene organismer spredes mye raskere og i større volum når forholdene for hygiene og hygiene gir mye å være ønsket. Og først og fremst reflekteres det i næringsmiddelindustrien, med masseproduksjon av matvarer.

Aktuelle data om morfologi og fysiologi av mikroorganismer, biokjemiske prosesser forårsaket av dem, samt påvirkning av miljøfaktorer på mikroflora utvikler seg mat under transport, lagring, salg og foredling av råvarer, bidra til å unngå mange problemer. Rollen av mikroorganismer i prosessen med dannelse og endringer i kvaliteten av maten og fremveksten av en rekke sykdommer forårsaket av patogene og opportunistisk art, er meget betydelig, og derfor oppgaven med matmikrobiologi, sanitær og hygiene er rollen til å identifisere og vende seg til fordel for mennesket.

Matmikrobiologi dyrker også bakterier som er i stand til å omdanne fra olje proteiner, bruker mikroorganismer for å dekomponere mat, for behandling av en rekke matvarer. Gjæringsprosesser basert på melkesyrebakterier og smør gi menneskeheten en rekke nødvendige produktene.

virologi

Helt separate, og en stor gruppe av mikroorganismer, som er den desidert mest dårlig forstått - det er virus. Mikrobiologi og virologi - to nært beslektede kategorier av mikrobiologiske fag, som studerer de sykdomsfremkallende bakterier og virus som kan forårsake alvorlig skade på helsen til levende organismer.

Virologi delen er svært omfattende og kompleks, og derfor fortjener en egen studie.