Formålet med mikrobiologi

Mens Robert Hookes korkcelleobservationer (1665) udløste studiet af mikroskopiske strukturer, blev Antoni van Leeuwenhoeks 1676 observationer fik ham titlen "far til mikrobiologi." De små skabninger, Leeuwenhoek kaldet 'animalcules', vækkede meget nysgerrighed.

Over tid ødelagde undersøgelser af animalcules troen på spontan generation, løste mysteriet om forkælet vin og reddet millioner (hvis ikke milliarder) liv truet af sygdom, forurening og dårligt mad.

En formel mikrobiologisk definition siger, at mikrobiologi studerer "mikroorganismer eller mikrober, en forskelligartet gruppe af generelt små, enkle livsformer, der inkluderer:

• bakterie
  
• archaea
  
• alger
  
• svampe
  
• protozoer
  
• vira. "Mikrobiologer studerer også strukturen, funktionen og klassificeringen af ​​disse mikroorganismer og hvordan man bruger og kontrollerer dem

Undertiden kan det være uvigtigt at studere mikroskopiske organismer. Imidlertid påvirker mikroorganismer mange aspekter af hverdagen. At forstå disse virkninger kan hjælpe med at forstå, hvorfor mikrobiologisk betydning ikke kan undervurderes.

Fødevarer og fødevaresikkerhed

De naturlige processer af mikroorganismer påvirker mad på både positive og negative måder. Eksistensen af ​​Food and Drug Administration (FDA) understreger vigtigheden af ​​mikrobiologi i hverdagen.

Blandt hans mange opdagelser opdagede Louis Pasteur, at gæring af vin og øl afhænger af mikrobielle processer. Fermentering udvikler også smag af kakaobønner, teblade og kaffekorn. I Afrika giver produkter fra gæret maniok hæfteklammer. Fermenteret soja og fiskevarer forbruges dagligt i mange asiatiske lande. Pickles, surkål, yoghurt og kimchi kræver alle mikrobiel aktivitet.

Brød stiger på grund af kuldioxid, som gær frigiver, når gæren vokser. Omdannelsen af ​​mælk til ost kræver mikrober. Oste som blåost udvikles med introduktionen af ​​ikke-giftig skimmel.

Nogle mikroorganismer trives dog i mad, mens de gør fødevaren usikker til konsum. I 2011 påvirkede fødevarebårne sygdomme anslået 48 millioner mennesker i USA. De anslåede årlige omkostninger ved fødevarebårne sygdomme, $ 7 milliarder, kommer fra medicinsk behandling og tabt arbejdstid.

Fødevarebårne sygdomme kan være forårsaget af bakterier, vira, parasitter, naturlige toksiner (ofte et biprodukt af mikroorganismeaktivitet) og miljøtoksiner. Mad ødelæggelse opstår, når mikroorganismer nedbryder mad.

Pasteur demonstrerede, at opvarmning af mad og drikkevarer inden forsegling i en beholder dræbte mikroorganismerne, der fik mad til at ødelægge. Sikke fødevarebevaringsmetoder lader mad opbevares og deles over tid og afstand.

Mikroorganismer udfylder mange nicher i miljøer.

Mikrober som de kemosyntetiske bakterier ved dybhavsåbninger og fytoplankton (flydende fotosyntetiserende mikroorganismer) danner basen for mange akvatiske fødekæder. Svampe, bakterier og protister udfører den vigtige nedbrydningsopgave, der frigiver næringsstoffer tilbage i miljøet.

Et gram jord indeholder et estimeret en milliard mikroorganismer fra muligvis tusinder af arter. Mikrobiologiske undersøgelser af bakterier, vira, protister og svampe i jordøkosystemer førte til forståelse af kulstof-, nitrogen-, fosfor- og svovlcyklusser. Da disse næringscyklusser i jord tillader den fortsatte eksistens af liv på Jorden, synes det at være værd at lære om disse mikroorganismer.

Undersøgelser af mikroorganismer i ekstreme miljøer antyder muligheden for liv på andre planeter i miljøer, der er fuldstændig ugæstfrie for menneskers liv.

Mikroorganismer på Jorden lever i miljøer, der spænder fra underjordiske oliereservoirer til saltsøer og anden ekstrem saltvand miljøer, fra kogende varme kilder til iskolde levesteder og i miljøer med pH varierer fra meget surt til meget alkalisk. Disse ekstreme miljøer viser, at mikroorganismer kunne overleve andre steder i universet.

Robert Hookes observationer af cellevægge i kork markerer begyndelsen på mikrobiologi, studiet af små livsformer. Andre fortsatte disse undersøgelser.

Undersøgelser i 1700'erne førte til sidst til Louis Pasteurs sidste slag mod spontan generation, den daværende udbredte tro på, at levende ting kunne opstå af materialer, der ikke lever. Disse undersøgelser viste, at mikrober måtte have rejst fra sted til sted.

At forstå vektorer, disse transportmetoder, førte til mange sundhedsmetoder, herunder at vaske hænderne før man spiste og efter brug af badeværelset.

Kimteori, tanken om, at mikroorganismer kunne forårsage sygdomme, virkede først latterlig for mange. Praksis med at vaske hænder og udstyr bare for at gøre dem snavsede igen mødte modstand blandt mange, herunder slagtere og kirurger.

Men ændringer i medicinske procedurer af daværende radikale tænkere som Joseph Lister førte til forbedrede kirurgiske resultater. Reduktionen af ​​infektionsrelaterede dødsfald overbeviste mange om at acceptere muligheden for, at mikroorganismer faktisk kunne dræbe mennesker.

Undersøgelser af skimmelsvamp i en petriskål med bakterier førte til Flemings opdagelse af penicillin. Lignende undersøgelser i jordøkosystemer førte til opdagelser af yderligere antibiotika. For eksempel kom to antibiotika (chloramphenicol og streptomycin) fra studier af jordmikrobiologi af Mildred Rebstock og andre. Stigningen af ​​antibiotikaresistente og kødædende bakterier viser det fortsatte behov for at lære mikrobiologi.

Mikrobiologisk forskning giver svar (og spørgsmål) om mikroorganismer. Pasteurs forskning i ødelæggelse af øl og vin førte til sundhedspraksis som pasteurisering af øl, vin og efter 1886 mælk. Pasteurs teknikker førte til opdagelsen af ​​vira af den russiske mikrobiolog Dmitry Ivanovsky. Vaccinationer og behandlinger af sygdomme, der spænder fra rabies til kopper til hiv og aids, kom fra mikrobiologisk forskning.

Forskere tester mikroorganismer for at forstå deres adfærd og interaktioner. Oplysninger om små organismer kan virke trivielle, men mikrobiologisk forskning har ført til forbedret afgrødeudbytte, bioremediering af forurenende stoffer som olie og diesel og teknikker til at helbrede sygdomme, reducere fødevarebårne sygdomme og forebygge infektioner.