Mikrobioloogia eesmärk

Kui Robert Hooke korgirakkude vaatlused (1665) käivitasid mikroskoopiliste struktuuride uurimise, siis Antoni van Leeuwenhoeki 1676 tähelepanekud pälvisid talle tiitli "Mikrobioloogia isa". Pisikesed olendid, keda Leeuwenhoek nimetas loomakapsliteks, äratasid palju uudishimu.

Aja jooksul hävitasid loomakapslite uuringud usu spontaansesse põlvkonda, lahendasid selle saladuse riknenud vein ja päästis miljoneid (kui mitte miljardeid) elu, mida ähvardavad haigused, reostus ja halb toit.

Ametlik mikrobioloogia määratlus ütleb, et mikrobioloogia uurib "mikroorganisme või mikroobe, mitmekesist rühma üldiselt väikeseid ja lihtsaid eluvorme, mis hõlmavad järgmist:

• bakterid
  
• arheed
  
• vetikad
  
• seened
  
• algloomad
  
• viirused. "Mikrobioloogid uurivad ka nende mikroorganismide struktuuri, funktsiooni ja klassifikatsiooni ning kuidas neid kasutada ja kontrollida

Mõnikord võib mikroskoopiliste organismide uurimine tunduda ebaoluline. Mikroorganismid mõjutavad aga igapäevaelu paljusid aspekte. Nende mõjude mõistmine võib aidata mõista, miks ei saa alahinnata mikrobioloogia tähtsust.

Toit ja toiduohutus

Mikroorganismide looduslikud protsessid mõjutavad toitu nii positiivselt kui ka negatiivselt. Toidu- ja ravimiameti (FDA) olemasolu rõhutab mikrobioloogia tähtsust igapäevaelus.

Oma paljude avastuste hulgas avastas Louis Pasteur, et veini ja õlle kääritamine sõltub mikroobiprotsessidest. Kääritamisel arenevad ka kakaoubade, teelehtede ja kohviterade maitsed. Aafrikas on kääritatud maniokist saadud tooted toiduga seotud põhitoiduks. Hapendatud soja- ja kalatooteid tarbitakse paljudes Aasia riikides iga päev. Hapukurk, hapukapsas, jogurt ja kimchi vajavad kõik mikroobide aktiivsust.

Leib tõuseb pärmi kasvades pärmi poolt eraldunud süsinikdioksiidi tõttu. Piima muundamiseks juustuks on vaja mikroobe. Juustud nagu sinihallitusjuust arenevad mittetoksilise hallituse kasutuselevõtuga.

Mõned mikroorganismid arenevad toidus siiski edukalt, muutes selle toidu inimtoiduks ohtlikuks. 2011. aastal mõjutasid toidust põhjustatud haigused hinnanguliselt 48 miljonit inimest USA-s. Toiduga seotud haiguste hinnanguline aastane maksumus, 7 miljardit dollarit, tuleneb meditsiinilisest ravist ja kaotatud tööajast.

Toidust põhjustatud haigusi võivad põhjustada bakterid, viirused, parasiidid, looduslikud toksiinid (sageli mikroorganismide aktiivsuse kõrvalprodukt) ja keskkonnamürgid. Toidu riknemine toimub siis, kui mikroorganismid lagundavad toitu.

Pasteur demonstreeris, et toidu ja jookide kuumutamine enne nende anumasse sulgemist tappis toidu riknemise põhjustanud mikroorganismid. Ohutud toidu säilitamise meetodid võimaldavad toitu hoida ja jagada aja ja vahemaa tagant.

Mikroorganismid täidavad keskkondades palju nišše.

Mikroobid, nagu süvamere tuulutusavades olevad kemosünteetilised bakterid, ja fütoplankton (ujuvad fotosünteesivad mikroorganismid) moodustavad paljude veetoitude ahelate aluse. Seened, bakterid ja protistid täidavad olulist lagunemise ülesannet, mis vabastab toitaineid tagasi keskkonda.

Gramm mullas sisaldab hinnanguliselt miljard mikroorganismi tõenäoliselt tuhandetest liikidest. Mullaökosüsteemides bakterite, viiruste, protistide ja seente mikrobioloogilised uuringud viisid süsiniku-, lämmastiku-, fosfori- ja väävlitsükli mõistmiseni. Kuna need toitainete tsüklid mullas võimaldavad jätkata elu olemasolu Maal, tundub nende mikroorganismide tundmaõppimine väärt.

Mikroorganismide uurimine äärmuslikes keskkondades viitab võimalusele elada teistel planeetidel inimkonna jaoks täiesti ebasobivates keskkondades.

Maal asuvad mikroorganismid elavad keskkondades, alates maa-alustest naftavarudest kuni soolajärvede ja muu äärmise soolalahuseni keskkondades, alates kuumaveeallikate keemisest kuni jääkülmade elupaikadeni, ja pH-keskkonnas vahemikus väga happeline kuni väga leeliseline. Need äärmuslikud keskkonnad näitavad, et mikroorganismid võivad mujal universumis ellu jääda.

Robert Hooke korgis olevate rakuseinte vaatlused tähistavad mikrobioloogia, väikeste eluvormide uurimise algust. Teised jätkasid neid uuringuid.

1700. aastate uuringud viisid lõpuks Louis Pasteuri viimase löögini spontaansele põlvkonnale, tollal levinud veendumusele, et elusolendid võivad tekkida eluta materjalist. Need uuringud näitasid, et mikroobid pidid olema liikunud ühest kohast teise.

Vektorite, nende transpordimeetodite mõistmine viis paljude tervisepraktikateni, sealhulgas käte pesemiseni enne söömist ja pärast vannitoa kasutamist.

Idude teooria, mõte, et mikroorganismid võivad põhjustada haigusi, tundus algul paljudele naeruväärne. Käte ja varustuse pesemine ainult nende määrdumiseks kohtas paljude, sealhulgas lihunike ja kirurgide vastupanu.

Kuid tolleaegsete radikaalsete mõtlejate, näiteks Joseph Listeri meditsiiniliste protseduuride muudatused viisid parema kirurgilise tulemuseni. Infektsiooniga seotud surmade vähenemine veenis paljusid nõustuma võimalusega, et mikroorganismid võivad tegelikult inimesi tappa.

Hallituse uurimine Petri bakteritaldrikus viis Flemingi penitsilliini avastamiseni. Sarnased mullaökosüsteemide uuringud viisid täiendavate antibiootikumide avastamiseni. Näiteks kaks antibiootikumi (klooramfenikool ja streptomütsiin) pärinesid Mildred Rebstocki jt pinnase mikrobioloogia uuringutest. Antibiootikumiresistentsete ja liha söövate bakterite kasv näitab jätkuvat vajadust õppida mikrobioloogiat.

Mikrobioloogilised uuringud pakuvad vastuseid (ja küsimusi) mikroorganismide kohta. Pasteuri uurimused õlle ja veini riknemise kohta viisid selliste tervisetavade juurde nagu õlle, veini ja pärast 1886. aastat piima pastöriseerimine. Pasteuri tehnika viis vene mikrobioloog Dmitri Ivanovski viiruste avastamiseni. Vaktsineerimised ja haigused alates marutaudist kuni rõugete, HIV ja AIDSini pärinesid mikrobioloogia uuringutest.

Teadlased testivad mikroorganisme, et mõista nende käitumist ja koostoimeid. Teave väikeste organismide kohta võib tunduda tühine, kuid mikrobioloogilised uuringud on viinud parema saagi saagikuseni, saasteainete nagu õli ja diislikütuse bioloogiline puhastamine ning meetodid haiguste ravimiseks, toidust põhjustatud haiguste vähendamiseks ja ennetamiseks infektsioonid.