Het doel van microbiologie

Terwijl Robert Hooke's kurkcelobservaties (1665) de studie van microscopische structuren op gang brachten, was Antoni van Leeuwenhoek's 1676 observaties leverden hem de titel 'Vader van de Microbiologie' op. De kleine wezens die Leeuwenhoek 'dieren' noemde, wekten veel op nieuwsgierigheid.

In de loop van de tijd vernietigden studies van animalcules het geloof in spontane generatie, losten het mysterie op van bedorven wijn en redde miljoenen (zo niet miljarden) levens bedreigd door ziekte, vervuiling en slecht voedsel.

Een formele microbiologische definitie stelt dat: microbiologie bestudeert "micro-organismen, of microben, een diverse groep van over het algemeen kleine, eenvoudige levensvormen, waaronder:

• bacteriën
  
• archaea
  
• algen
  
• schimmels
  
• protozoa
  
• virussen." Microbiologen bestuderen ook de structuur, functie en classificatie van deze micro-organismen en hoe ze te gebruiken en te beheersen

Soms lijkt het bestuderen van microscopisch kleine organismen onbelangrijk. Micro-organismen hebben echter invloed op veel aspecten van het dagelijks leven. Het begrijpen van deze effecten kan helpen begrijpen waarom het belang van microbiologie niet kan worden onderschat.

Voedsel en voedselveiligheid

De natuurlijke processen van micro-organismen hebben zowel een positieve als een negatieve invloed op voedsel. Het bestaan ​​van de Food and Drug Administration (FDA) benadrukt het belang van microbiologie in het dagelijks leven.

Onder zijn vele ontdekkingen ontdekte Louis Pasteur dat de fermentatie van wijn en bier afhankelijk is van microbiële processen. Fermentatie ontwikkelt ook de smaken van cacaobonen, theebladeren en koffiebonen. In Afrika leveren producten van gefermenteerde maniok basisvoeding. In veel Aziatische landen worden dagelijks gefermenteerde soja- en visproducten geconsumeerd. Pickles, zuurkool, yoghurt en kimchi vereisen allemaal microbiële activiteit.

Brood rijst vanwege de kooldioxide die vrijkomt door gist als de gist groeit. De transformatie van melk naar kaas vereist microben. Kazen zoals blauwe kaas ontwikkelen zich met de introductie van niet-toxische schimmel.

Sommige micro-organismen gedijen echter goed in voedsel en maken dat voedsel onveilig voor menselijke consumptie. In 2011 troffen door voedsel overgedragen ziekten naar schatting 48 miljoen mensen in de VS. De geschatte jaarlijkse kosten van door voedsel overgedragen ziekten, $ 7 miljard, zijn afkomstig van medische behandeling en verloren werktijd.

Door voedsel overgedragen ziekten kunnen worden veroorzaakt door bacteriën, virussen, parasieten, natuurlijke toxines (vaak een bijproduct van de activiteit van micro-organismen) en milieutoxines. Voedselbederf treedt op wanneer micro-organismen voedsel afbreken.

Pasteur toonde aan dat het verhitten van voedsel en dranken voordat ze in een container worden afgesloten, de micro-organismen doodt die ervoor zorgen dat voedsel bederft. Veilige methoden voor het bewaren van voedsel zorgen ervoor dat voedsel in tijd en op afstand kan worden bewaard en gedeeld.

Micro-organismen vullen veel niches in omgevingen.

Microben zoals de chemosynthetische bacteriën in diepzee-openingen en fytoplankton (drijvende fotosynthetiserende micro-organismen) vormen de basis van veel aquatische voedselketens. Schimmels, bacteriën en protisten vervullen de belangrijke taak van ontbinding waarbij voedingsstoffen weer vrijkomen in het milieu.

Een gram aarde bevat naar schatting een miljard micro-organismen van mogelijk duizenden soorten. Microbiologische studies van bacteriën, virussen, protisten en schimmels in bodemecosystemen hebben geleid tot inzicht in de koolstof-, stikstof-, fosfor- en zwavelcycli. Aangezien deze nutriëntenkringlopen in de bodem het voortbestaan ​​van het leven op aarde mogelijk maken, lijkt het de moeite waard om meer over deze micro-organismen te leren.

Studies van micro-organismen in extreme omgevingen suggereren de mogelijkheid van leven op andere planeten, in omgevingen die volledig onherbergzaam zijn voor menselijk leven.

Micro-organismen op aarde leven in omgevingen variërend van ondergrondse oliereservoirs tot zoutmeren en andere extreme zoutoplossingen omgevingen, van kokend hete bronnen tot ijskoude habitats en in omgevingen met pH-bereiken van zeer zuur tot zeer alkalisch. Deze extreme omgevingen laten zien dat micro-organismen elders in het universum zouden kunnen overleven.

Robert Hooke's observaties van celwanden in kurk markeren het begin van de microbiologie, de studie van kleine levensvormen. Anderen zetten die studies voort.

Studies in de 18e eeuw leidden uiteindelijk tot de genadeslag van Louis Pasteur voor de spontane generatie, de toen heersende overtuiging dat levende wezens konden ontstaan ​​uit niet-levende materialen. Deze studies toonden aan dat microben van plaats naar plaats moesten zijn gereisd.

Het begrijpen van vectoren, die transportmethoden, leidde tot veel gezondheidspraktijken, waaronder het wassen van de handen voor het eten en na het gebruik van de badkamer.

kiem theorie, het idee dat micro-organismen ziekten konden veroorzaken, leek aanvankelijk voor velen belachelijk. De gewoonte om handen en apparatuur te wassen om ze weer vuil te maken, stuitte op weerstand bij velen, waaronder slagers en chirurgen.

Maar veranderingen in medische procedures door toenmalige radicale denkers zoals Joseph Lister leidden tot verbeterde chirurgische resultaten. De vermindering van het aantal sterfgevallen als gevolg van infecties overtuigde velen ervan de mogelijkheid te accepteren dat micro-organismen in feite mensen zouden kunnen doden.

Studies van schimmel in een petrischaaltje van bacteriën leidden tot Fleming's ontdekking van penicilline. Vergelijkbare studies in bodemecosystemen leidden tot ontdekkingen van aanvullende antibiotica. Twee antibiotica (chlooramfenicol en streptomycine) kwamen bijvoorbeeld uit studies van bodemmicrobiologie door Mildred Rebstock en anderen. De opkomst van antibioticaresistente en vleesetende bacteriën toont de voortdurende noodzaak om microbiologie te leren.

Microbiologisch onderzoek geeft antwoorden (en vragen) over micro-organismen. Pasteur's onderzoek naar bederf van bier en wijn leidde tot gezondheidspraktijken zoals pasteurisatie van bier, wijn en, na 1886, melk. De technieken van Pasteur leidden tot de ontdekking van virussen door de Russische microbioloog Dmitry Ivanovsky. Vaccinaties en behandelingen voor ziekten variërend van hondsdolheid tot pokken tot hiv en aids kwamen uit microbiologisch onderzoek.

Onderzoekers testen micro-organismen om hun gedrag en interacties te begrijpen. Informatie over minuscule organismen lijkt misschien triviaal, maar microbiologisch onderzoek heeft geleid tot verbeterde gewasopbrengsten, bioremediatie van verontreinigende stoffen zoals olie en diesel en technieken om ziekten te genezen, door voedsel overgedragen ziekten te verminderen en te voorkomen infecties.