Ce este microbiologia. Ce studiază microbiologia? Bazele Microbiologiei

Știința biologiei include un număr mare de subsecțiuni și științe subsidiare. Totuși, microbiologia este una dintre cele mai tinere și mai promițătoare, folositoare pentru o persoană și pentru activitatea sa. Relativ recent a apărut, dar a câștigat rapid un impuls în dezvoltare, această știință astăzi în sine a devenit strămoșul unor astfel de secțiuni, cum ar fi biotehnologia și ingineria genetică.

Ce este microbiologia?

În primul rând, microbiologia este o știință. Volumetric, interesant, tânăr, dar dinamic dezvoltat știință. Etimologia cuvântului este derivată din limba greacă. Astfel, "mikros" înseamnă "mic", a doua parte a cuvântului vine de la "bios", ceea ce înseamnă "viață", iar ultima parte din greacă. "logos", care se traduce ca o învățătură. Acum puteți da un răspuns verbal la întrebarea, ce este microbiologia. Aceasta este doctrina micro-vieții.

Cu alte cuvinte, studiul celor mai mici ființe vii care nu sunt vizibile cu ochiul liber. Astfel de organisme unicelulare includ:

1. Procariote (organisme fără nuclee sau fără nucleu):

• bacterii;
• Archaea.

2. Eucariote (organisme cu nucleu dezvoltat):

• alge unicelulare;
• protozoare.

3. Viruși.

Cu toate acestea, prioritatea în microbiologie este dată studiului bacteriilor de specii, forme și metode foarte diferite de obținere a energiei. Aceasta este baza microbiologiei.

Subiectul științei

Problema pe care studierea microbiologie, raspunsul poate fi: ea studiază diversitatea exterioară a bacteriilor în formă și mărime, impactul lor asupra mediului și a organismelor vii, metode de hrănire, dezvoltarea și reproducerea microorganismelor, precum și impactul lor asupra practicii economice și umane.

Microorganismele sunt creaturi care pot trăi într-o varietate de condiții. Pentru ei practic nu există limite privind temperatura, aciditatea și alcalinitatea medie, presiunea și umiditatea. În orice condiții, există cel puțin un (și de multe ori mai multe) grup de bacterii care pot supraviețui. Astăzi cunoscute comunități microbiene care populează condiții anaerobe complet în interiorul vulcani termoistochnikov de jos, purtând adancurile oceanelor, precum și condițiile dure de roci calde și așa mai departe.

Sute de microorganisme sunt cunoscute de știință, care în cele din urmă se dezvoltă în mii. Cu toate acestea, se constată că aceasta este doar o mică parte a diversității care există în natură. Prin urmare, activitatea microbiologilor este foarte mult.

Unul dintre cele mai renumite centre, în care un studiu detaliat al microorganismelor și al tuturor proceselor asociate acestora a fost Institutul Pasteur din Franța. Numit după fondatorul faimos al microbiologiei ca știință a lui Louis Pasteur, acest institut de microbiologie a produs din zidurile sale o mulțime de specialiști remarcabili care nu au făcut descoperiri mai puțin remarcabile și semnificative.

În Rusia până în prezent, Institutul de Microbiologie im. SN Vinogradsky RAS, care este cel mai mare centru de cercetare din domeniul microbiologiei din țara noastră.

Diversitatea istorică în știința microbiologică

Istoria dezvoltării microbiologiei ca știință constă în trei etape de bază:

• morfologic sau descriptiv;
• fiziologic sau cumulativ;
• moderne.

În general, istoria microbiologică contează în dezvoltarea sa de aproximativ 400 de ani. Asta este, începutul apariției este despre secolul al XVII-lea. Prin urmare, se consideră că este o știință destul de tânără în comparație cu alte secțiuni ale biologiei.

Stadiu morfologic sau descriptiv

Doar numele sugerează că, în acest stadiu, strict vorbind, a fost pur și simplu acumularea de cunoștințe despre morfologia celulelor bacteriene. Totul a început cu descoperirea de procariote. Acest merit aparține strămoșului științei microbiologice, italianului Antonio van Leuvenguq, care poseda o minte acută, un aspect tenac și o bună capacitate de a gândi logic și de a generaliza. Fiind, de asemenea, un tehnician bun, a reușit să sculpteze lentilele, dând o creștere de 300 de ori. Și pentru a repeta realizarea ei ar putea numai în mijlocul secolului XX, oameni de știință ruși. Și apoi nu prin întoarcere, ci prin topirea lentilelor din fibră optică.

Aceste lentile au servit ca material prin care Leuvenook a descoperit microorganisme. Și, inițial, și-a stabilit o sarcină de natură foarte prozaică: omul de știință se întreba de ce hreanul era atât de amar. Rasterev părți ale plantei și examinându-le sub microscopul propriilor lor producții, a văzut o întreagă lume vie a unor mici creaturi. A fost în 1695. De atunci, Antonio începe să studieze în mod activ și să descrie diferitele tipuri de celule bacteriene. El le distinge numai în formă, dar acest lucru este deja destul de mult.

Levenguk deține aproximativ 20 de volume de manuscrise, care descriu în detaliu forme globulare, în formă de tijă, spirală și alte tipuri de bacterii. A scris prima lucrare despre microbiologie, numită "Misterele naturii, descoperite de Anthony van Leeuwenhoek". Prima încercare de a sistematiza și generaliza cunoștințele acumulate despre morfologia bacteriilor aparține omului de știință O. Muller, care la luat în 1785. Din acest moment istoria dezvoltării microbiologiei începe să câștige impuls.

Stadiu fiziologic sau acumulator

În această etapă a dezvoltării științei, au fost studiate mecanismele care stau la baza activității vitale a bacteriilor. Sunt luate în considerare procesele în care participă și care sunt imposibile în natură. Sa demonstrat imposibilitatea generării spontane a vieții fără participarea organismelor vii. Toate aceste descoperiri au fost făcute ca rezultat al experimentelor marelui om de știință-chimist, dar după aceste descoperiri a fost și un microbiolog, Louis Pasteur. Este greu să-i supraestimez importanța în dezvoltarea acestei științe. Istoria microbiologiei nu ar fi putut fi dezvoltată atât de repede și complet, dacă nu ar fi fost pentru acest om ingenios.

Descoperirile lui Pasteur pot fi afișate în mai multe puncte principale:

• a demonstrat că procesul de fermentare a substanțelor zaharoase, familiar familiilor din timpuri imemoriale, este cauzat de prezența unui anumit tip de microorganisme. Și pentru fiecare tip de fermentație (acid lactic, alcool, ulei etc.), prezența unui anumit grup de bacterii este caracteristică, ceea ce se întâmplă;
• a introdus în industria alimentară procesul de pasteurizare pentru a elimina produsele microflorei, provocând putrezirea și deteriorarea acestora;
• el merită creditul creșterii imunității la boli prin introducerea unui vaccin în organism. Adică, Pasteur este strămoșul vaccinărilor, el a dovedit că bolile sunt cauzate de prezența bacteriilor patogene;
• a distrus ideea de aerobic toată viața și a demonstrat că viața multor bacterii (acid butiric, de exemplu) nu au nevoie de oxigen, și chiar dăunătoare.

Principalul merit incontestabil al lui Louis Pasteur a fost că el și-a dovedit toate descoperirile experimental. Pentru ca nimeni să nu poată rămâne îndoieli cu privire la validitatea rezultatelor. Dar istoria microbiologiei nu se sfârșește acolo.

Un alt om de știință, care a lucrat în secolul al XIX-lea și a adus o contribuție neprețuită la studiul microorganismelor, Robert Koch - Om de știință german, care merită deducerea liniilor curate ale celulelor bacteriene. Aceasta este, în natură, toate microorganismele sunt strâns legate între ele. Un grup în procesul de viață creează mediu de creștere pentru alta, cealaltă face același pentru al treilea și așa mai departe. Acestea sunt aceleași lanțuri alimentare ca și organismele superioare, numai în comunitățile bacteriene. Din acest motiv, este foarte dificil de a studia o anumită comunitate, un grup de microorganisme, deoarece dimensiunile lor sunt extrem de mici (1^-6 m sau 1 μm) și, fiind în interacțiune constantă strânsă una cu cealaltă, nu se dau singuri la studiu atent. Ideal a fost oportunitatea de a crește multe celule bacteriene identice din aceeași comunitate în condiții artificiale. Asta este, pentru a primi o mulțime de celule identice, care vor fi vizibile cu ochiul liber și să examineze procesele în care va fi mult mai ușor.

Asta a descoperit exact Koch. El a introdus reproducerea culturilor pure de bacterii într-un mediu nutritiv, care pentru fiecare comunitate are propriile sale. De asemenea merită creditat pentru colorarea coloniilor de microorganisme și a participanților individuali. Robert Koch a fost primul care a descoperit tuberculoza (bățul lui Koch), parazit la animale și la om. Acest om de știință a aplicat metoda de infectare a animalelor experimentale cu bacterii patogene cu scopul de a reproduce culturi pure de astfel de microorganisme și a dezvoltat metodele de dezinfecție și lupta împotriva lor.

Astfel, s-au acumulat o mulțime de informații valoroase despre activitatea vitală a bacteriilor, despre beneficiile lor și despre daunele aduse oamenilor. Dezvoltarea microbiologiei a mers și mai intens.

Stadiul modern

Microbiologia modernă este un complex de subsecțiuni și ministere care studiază nu numai bacteriile în sine, ci și virușii, ciupercile, arhaii și toate microorganismele cunoscute și recent descoperite. În ceea ce privește întrebarea, ce este microbiologia, astăzi putem da un răspuns foarte complet și detaliat. Acesta este un complex de științe implicate în studierea activității vitale a microorganismelor, aplicarea lor în viața practică a unei persoane în diferite domenii și sfere, precum și influența microorganismelor asupra mediului înconjurător și asupra organismelor vii.

În legătură cu un astfel de concept amplu al microbiologiei, este necesară aducerea gradării moderne a acestei științe în secțiuni.

1. Totalul.
2. Solului.
3. Apa.
4. Agricultura.
5. Medical.
6. Veterinară.
7. Spațiu.
8. Geological Survey.
9. Virusologie.
10. Produse alimentare.
11. Industrial (tehnic).

Fiecare dintre aceste secțiuni este angajat într-un studiu detaliat al microorganismelor, impactul lor asupra vieții și sănătății oamenilor și animalelor, precum și posibilitatea de a utiliza bacterii în scopuri practice, pentru a îmbunătăți calitatea vieții omenirii. Toate acestea într-un complex este ceea ce studiază microbiologia.

Cea mai mare contribuție la dezvoltarea unor metode moderne de microbiologie, metode de reproducere și de cultivare a microorganismelor realizate de cercetători precum Wolfram Tsillig și Karl Stetter, Carl Woese, Norman Pace, Watson, Crick, Pauling, Zuckerkandl. De oameni de știință interne sunt nume, cum ar fi Mechnikov, LS Tsenkovsky, DI Ivanovschii Vinogradskii VL Omelyanskii, SP Kostychev, Ya Ya și Nikitinsky Fiodor Chistyakov, Alexander Lebedev, VN Shaposhnikov. Prin activitatea acestor oameni de știință au fost stabilite modalități de a face cu boli grave ale animalelor și oamenilor (antrax, diabet zaharat de căpușă, febră aftoasă, variola, și așa mai departe). Au fost stabilite modalități de a spori imunitatea la boli bacteriene și virale, tulpini de microorganisme obținute capabile să proceseze ulei, pentru a crea o masă pe durata diferitelor substanțe organice, purifica și îmbunătățirea mediului, care nu se dezintegrează descompunerea compușilor chimici, și mai mult.

Contribuția acestor oameni este cu adevărat neprețuită, prin urmare, unii dintre ei (Mechnikov II) au primit Premiul Nobel pentru munca lor. Până în prezent, există științe subsidiare, formate pe baza microbiologiei, care sunt cele mai avansate în biologie - este biotehnologia, bioingineria și ingineria genetică. Activitatea fiecăreia dintre acestea are scopul de a obține organisme sau grupuri de organisme cu proprietăți predeterminate, convenabile oamenilor. Pentru a dezvolta noi metode de lucru cu microorganisme, pentru a maximiza beneficiile folosirii bacteriilor.

Astfel, etapele de dezvoltare a microbiologiei, deși nu sunt numeroase, sunt cu toate acestea foarte informative și pline de evenimente.

Metode de studiere a microorganismelor

Metodele moderne de microbiologie sunt bazate pe lucrul cu culturi pure, precum și folosind cele mai recente progrese tehnologice (optice, electronice, cu laser, etc.). Iată principalele.

1. Utilizarea mijloacelor tehnice microscopice. De regulă, numai microscoapele luminoase nu dau un rezultat complet, de aceea sunt folosite și ele luminescente, laser și electronice.
2. Culturi de bacterii pe medii nutritive speciale pentru excreția și cultivarea coloniilor absolut pure de culturi.
3. Metode fiziologice și biochimice de analiză a culturii microorganismelor.
4. Metode biologice de analiză moleculară.
5. Metode genetice de analiză. Până în prezent, a fost posibil să se urmărească arborele genealogic al practic fiecărui grup deschis de microorganisme. Acest lucru a fost posibil prin lucrările lui Karl Veze, care a reușit să descifreze porțiunea genomului coloniei de bacterii. Cu această descoperire, a devenit posibil să se construiască un sistem filogenetic de procariote.

Setul de metode listate permite primirea informațiilor complete și detaliate despre oricare dintre microorganismele recent descoperite sau deja deschise și găsirea aplicației corecte.

Etapele microbiologiei, pe care le-a trecut în formarea ei ca știință, nu includ întotdeauna un set atât de generos și precis de metode. Cu toate acestea, este de remarcat faptul că cele mai eficiente în orice moment este o metodă experimentală, el a servit ca bază pentru acumularea de cunoștințe și abilități în lucrul cu microcosmos.

Microbiologie în medicină

Una dintre cele mai importante și importante domenii ale microbiologiei pentru sănătatea umană este microbiologia medicală. Subiectul studiului său a devenit virus și bacterii patogene care cauzează boli grave. Prin urmare, provocarea de a medicilor, microbiologi: identificarea agentului patogen, să cultive linia curată, studia caracteristicile vieții și motivele pentru care sunt dăunătoare pentru corpul uman, și pentru a găsi o modalitate de a elimina această activitate.

După ce se obține cultura pură a organismului patogen, este necesar să se efectueze o analiză moleculară-biologică aprofundată. Pe baza rezultatelor, un test al rezistenței organismelor la antibiotice, identifică modalitățile de răspândire a bolii și alege cea mai eficientă metodă de tratament împotriva acestui microorganism.

A fost microbiologia medicală, inclusiv medicina veterinară, care a ajutat la rezolvarea unor probleme de actualitate ale omenirii: create vaccinuri împotriva antraxului, rabie, se confruntă cu ecvină, ovine variola, infecții anaerobe, tularemie si febra germen, a fost posibil pentru a scăpa de ciuma și parapnevmonii și așa mai departe.

Microbiologie alimentară

Elementele de bază ale microbiologiei, sanitației și igienei sunt strâns legate și în general unificate. La urma urmei, organismele patogene se pot răspândi mult mai rapid și într-un volum mai mare, când condițiile de salubritate și igienă lasă mult de dorit. Și în primul rând se reflectă în industria alimentară, cu producția de produse alimentare în masă.

Datele actuale privind morfologia și fiziologia microorganismelor, a proceselor biochimice cauzate de acestea, precum și influența factorilor de mediu asupra microflorei în curs de dezvoltare în produsele alimentare în timpul transportului, depozitării, vânzarea și prelucrarea materiilor prime, ajuta la evitarea multor probleme. Rolul microorganismelor în procesul de formare și de schimbare a calității alimentelor și apariția unui număr de boli cauzate de specii patogene și oportuniste, este foarte importantă, și, prin urmare, sarcina de microbiologie alimentara, salubritate si igiena este rolul de a identifica și transforma în beneficiul omului.

microbiologia alimentară, de asemenea, bacterii capabile cultivă conversia de proteine ​​petroliere, utilizeaza microorganisme pentru a descompune hrana, pentru tratarea multor produse alimentare. Procesele de fermentare pe bază de acid lactic și de acid bacterian dau omenirii multe produse necesare.

Virusologie

Un grup complet separat și foarte mare de microorganisme, care astăzi este cel mai puțin explorat - sunt viruși. Microbiologie și Virusologie - două categorii strâns legate între ele de științe microbiologice, care studiază bacteriile patogene și viruși care pot provoca daune grave pentru sănătatea organismelor vii.

Virologia este foarte vastă și complexă, deci merită un studiu separat.