Účel mikrobiologie

Zatímco pozorování korkových buněk Roberta Hookeho (1665) spustila studium mikroskopických struktur, 1676 Antoniho van Leeuwenhoeka pozorování mu vyneslo titul „otec mikrobiologie“. Drobní tvorové, které Leeuwenhoek nazýval „zvířecími molekulami“, hodně vzbudili zvědavost.

V průběhu doby, studie animalcules zničil víru v spontánní generace, vyřešil záhadu zkažené víno a zachránil miliony (ne-li miliardy) životů ohrožených chorobami, znečištěním a špatnými jídlo.

Formální definice mikrobiologie to říká mikrobiologie studuje „mikroorganismy nebo mikroby, různorodou skupinu obecně nepatrných jednoduchých forem života, které zahrnují:

• bakterie
  
• archaea
  
• řasy
  
• houby
  
• prvoky
  
• viry. “Mikrobiologové také studují strukturu, funkci a klasifikaci těchto mikroorganismů a způsoby, jak je používat a kontrolovat

Někdy se studium mikroskopických organismů může zdát nedůležité. Mikroorganismy však ovlivňují mnoho aspektů každodenního života. Pochopení těchto dopadů může pomoci pochopit, proč nelze podceňovat význam mikrobiologie.

Potraviny a bezpečnost potravin

Přirozené procesy mikroorganismů ovlivňují potraviny pozitivním i negativním způsobem. Existence Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) zdůrazňuje význam mikrobiologie v každodenním životě.

Louis Pasteur mezi svými mnoha objevy zjistil, že kvašení vína a piva závisí na mikrobiálních procesech. Fermentace také rozvíjí příchutě kakaových bobů, čajových lístků a kávových zrn. V Africe poskytují produkty z fermentovaného manioku potravinové sponky. V mnoha asijských zemích se denně konzumují fermentované sójové a rybí výrobky. Nakládání, zelí, jogurt a kimči vyžadují mikrobiální aktivitu.

Chléb stoupá kvůli oxidu uhličitému uvolňovanému kvasinkami, jak kvasinky rostou. Transformace mléka na sýr vyžaduje mikroby. Sýry jako niva se vyvíjejí zavedením netoxické formy.

Některým mikroorganismům se však v potravinách daří a zároveň je činí nebezpečným pro lidskou spotřebu. V roce 2011 postihla onemocnění způsobená potravinami přibližně 48 milionů lidí v USA. Odhadované roční náklady na nemoci přenášené potravinami, 7 miliard dolarů, pocházejí z lékařského ošetření a ztráty pracovní doby.

Onemocnění přenášená potravinami mohou být způsobena bakteriemi, viry, parazity, přírodními toxiny (často vedlejším produktem aktivity mikroorganismů) a toxiny z prostředí. Zkažení potravin nastává, když mikroorganismy rozkládají potraviny.

Pasteur prokázal, že ohřívání potravin a nápojů před jejich uzavřením do nádoby zabilo mikroorganismy, které způsobily zkažení potravin. Bezpečné metody konzervace potravin umožňují skladování a sdílení potravin v čase i na dálku.

Mikroorganismy vyplňují mnoho mezer v prostředích.

Mikroby jako chemosyntetické bakterie v hlubinných průduchech a fytoplankton (plovoucí fotosyntetizující mikroorganismy) tvoří základ mnoha vodních potravinových řetězců. Houby, bakterie a protisté plní důležitý úkol rozkladu, při kterém se uvolňují živiny zpět do životního prostředí.

Gram půdy obsahuje odhad jedna miliarda mikroorganismů z možná tisíců druhů. Mikrobiologické studie bakterií, virů, protistů a hub v půdních ekosystémech vedly k pochopení cyklů uhlíku, dusíku, fosforu a síry. Jelikož tyto cykly živin v půdě umožňují další existenci života na Zemi, učení o těchto mikroorganismech se jeví jako užitečné.

Studie mikroorganismů v extrémních prostředích naznačují možnost života na jiných planetách, v prostředích zcela nehostinných pro lidský život.

Mikroorganismy na Zemi žijí v prostředích od podzemních ropných nádrží po slaná jezera a další extrémní solný roztok prostředí, od vařících horkých pramenů po ledově studená stanoviště a v prostředích s pH se pohybuje od velmi kyselého po velmi zásaditý. Tato extrémní prostředí ukazují, že mikroorganismy mohou přežít jinde ve vesmíru.

Pozorování buněčných stěn v korku od Roberta Hookee znamenají počátek mikrobiologie, studia malých forem života. Jiní v těchto studiích pokračovali.

Studie v 1700s nakonec vedly k závěrečnému úderu Louis Pasteura na spontánní generaci, tehdy převládající víře, že živé věci mohou vznikat z neživých materiálů. Tyto studie ukázaly, že mikroby musely cestovat z místa na místo.

Porozumění vektorům, tyto způsoby dopravy vedly k mnoha zdravotním praktikám, včetně mytí rukou před jídlem a po použití koupelny.

Teorie zárodků, myšlenka, že mikroorganismy mohou způsobovat nemoci, se zpočátku mnoha lidem zdála směšná. Praxe mytí rukou a vybavení, jen aby se znovu zašpinily, narazila na odpor mnoha lidí, včetně řezníků a chirurgů.

Ale změny v lékařských postupech tehdy radikálních myslitelů jako Joseph Lister vedly ke zlepšení chirurgických výsledků. Snížení počtu úmrtí souvisejících s infekcí přesvědčilo mnoho lidí, aby přijali možnost, že mikroorganismy mohou ve skutečnosti zabít člověka.

Studie plísní na Petriho misce bakterií vedly k Flemingovu objevu penicilinu. Podobné studie v půdních ekosystémech vedly k objevům dalších antibiotik. Například dvě antibiotika (chloramfenikol a streptomycin) pocházejí ze studií půdní mikrobiologie Mildred Rebstock a dalších. Vzestup bakterií rezistentních na antibiotika a masožravých bakterií ukazuje na trvalou potřebu naučit se mikrobiologii.

Mikrobiologický výzkum poskytuje odpovědi (a otázky) o mikroorganismech. Pasteurův výzkum kazení piva a vína vedl ke zdravotním praktikám, jako je pasterizace piva, vína a po roce 1886 mléka. Pasteurovy techniky vedly k objevu virů ruským mikrobiologem Dmitrijem Ivanovským. Očkování a léčba nemocí od vztekliny přes neštovice po HIV a AIDS pocházela z mikrobiologického výzkumu.

Vědci testují mikroorganismy, aby porozuměli jejich chování a interakcím. Informace o drobných organismech se mohou zdát banální, ale mikrobiologický výzkum vedl ke zlepšení výnosů plodin, bioremediace znečišťujících látek, jako je ropa a nafta, a techniky k léčbě nemocí, snižování nemocí z potravin a prevenci infekce.