Mens Robert Hookes korkcelleobservasjoner (1665) utløste studiet av mikroskopiske strukturer, ble Antoni van Leeuwenhoeks 1676 observasjoner ga ham tittelen "far til mikrobiologi." De små skapningene Leeuwenhoek kalt 'animalcules' vekket mye nysgjerrighet.
Over tid ødela studier av animalcules troen på spontan generasjon, løste mysteriet om bortskjemt vin og reddet millioner (om ikke milliarder) liv truet av sykdom, forurensning og dårlig mat.
Definisjon av mikrobiologi
En formell definisjon av mikrobiologi sier at mikrobiologi studerer "mikroorganismer, eller mikrober, en mangfoldig gruppe av generelt små, enkle livsformer som inkluderer:
- bakterie
- archaea
- alger
- sopp
- protozoer
- virus. "Mikrobiologer studerer også strukturen, funksjonen og klassifiseringen av disse mikroorganismene og hvordan de kan brukes og kontrolleres
Mikrobiologi i hverdagen
Noen ganger kan det å studere mikroskopiske organismer virke uviktig. Imidlertid påvirker mikroorganismer mange aspekter av hverdagen. Å forstå disse effektene kan bidra til å forstå hvorfor mikrobiologisk betydning ikke kan undervurderes.
Mat og mattrygghet
De naturlige prosessene til mikroorganismer påvirker mat på både positive og negative måter. Eksistensen av Food and Drug Administration (FDA) understreker viktigheten av mikrobiologi i hverdagen.
Blant hans mange funn oppdaget Louis Pasteur at gjæring av vin og øl er avhengig av mikrobielle prosesser. Gjæring utvikler også smaker av kakaobønner, teblad og kaffekorn. I Afrika gir produkter fra gjæret maniok kostholdsstifter. Gjæret soya og fiskvarer konsumeres daglig i mange asiatiske land. Pickles, surkål, yoghurt og kimchi krever alle mikrobiell aktivitet.
Brød stiger på grunn av karbondioksidet som gjæren frigjør når gjæren vokser. Transformasjonen av melk til ost krever mikrober. Oster som blåmuggost utvikler seg med introduksjonen av ikke-giftig mugg.
Matbårne sykdommer
Noen mikroorganismer trives imidlertid i mat mens de gjør maten usikker for konsum. I 2011 påvirket matbårne sykdommer anslagsvis 48 millioner mennesker i USA. Den estimerte årlige kostnaden for matbårne sykdommer, 7 milliarder dollar, kommer fra medisinsk behandling og tapt arbeidstid.
Matbårne sykdommer kan være forårsaket av bakterier, virus, parasitter, naturlige giftstoffer (ofte et biprodukt av mikroorganismeaktivitet) og miljøgifter. Matsvinn oppstår når mikroorganismer nedbryter mat.
Pasteur demonstrerte at oppvarming av mat og drikke før de forsegles i en beholder, drepte mikroorganismer som fikk mat til å ødelegge. Trygge konserveringsmetoder lar mat lagres og deles over tid og avstand.
Miljø og økosystemer
Mikroorganismer fyller mange nisjer i miljøer.
Mikrober som de kjemosyntetiske bakteriene ved dyphavsventilene og fytoplankton (flytende fotosyntetiserende mikroorganismer) danner basen til mange akvatiske næringskjeder. Sopp, bakterier og protister utfører den viktige nedbrytingsoppgaven som frigjør næringsstoffer i miljøet.
Et gram jord inneholder en estimert en milliard mikroorganismer fra muligens tusenvis av arter. Mikrobiologiske studier av bakterier, virus, protister og sopp i jordøkosystemer førte til forståelse av karbon, nitrogen, fosfor og svovel. Siden disse næringssyklusene i jord tillater fortsatt eksistens av liv på jorden, virker det verdt å lære om disse mikroorganismene.
Studier av mikroorganismer i ekstreme miljøer antyder muligheten for liv på andre planeter, i miljøer som er ugjestmilde for menneskelivet.
Mikroorganismer på jorden lever i miljøer som spenner fra underjordiske oljereservoarer til saltvann og annen ekstrem saltvann miljøer, fra kokende varme kilder til iskalde habitater og i miljøer med pH varierer fra veldig surt til veldig alkalisk. Disse ekstreme miljøene viser at mikroorganismer kan overleve andre steder i universet.
Helse og medisin
Robert Hookes observasjoner av cellevegger i kork markerer begynnelsen på mikrobiologi, studiet av små livsformer. Andre fortsatte studiene.
Studier på 1700-tallet førte til slutt til Louis Pasteurs siste slag mot den spontane generasjonen, den da utbredte troen på at levende ting kunne oppstå fra ikke-levende materialer. Disse studiene viste at mikrober måtte ha reist fra sted til sted.
Å forstå vektorer, disse transportmetodene, førte til mange helsemetoder, inkludert å vaske hendene før man spiste og etter å ha brukt badet.
Kimteori
Kimteori, ideen om at mikroorganismer kunne forårsake sykdommer, virket latterlig for mange, først. Praksisen med å vaske hender og utstyr bare for å gjøre dem skitne igjen møtte motstand blant mange, inkludert slaktere og kirurger.
Men endringer i medisinske prosedyrer av daværende radikale tenkere som Joseph Lister førte til forbedrede kirurgiske resultater. Reduksjonen av infeksjonsrelaterte dødsfall overbeviste mange om å akseptere muligheten for at mikroorganismer faktisk kunne drepe mennesker.
Studier av mugg i en petriskål med bakterier førte til Flemings oppdagelse av penicillin. Lignende studier i jordøkosystemer førte til funn av ytterligere antibiotika. For eksempel kom to antibiotika (kloramfenikol og streptomycin) fra studier av jordmikrobiologi av Mildred Rebstock og andre. Økningen av antibiotikaresistente og kjøttetende bakterier viser fortsatt behov for å lære mikrobiologi.
Forskning og undervisning
Mikrobiologisk forskning gir svar (og spørsmål) om mikroorganismer. Pasteurs forskning om ødeleggelse av øl og vin førte til helsemetoder som pasteurisering av øl, vin og etter 1886 melk. Pasteurs teknikker førte til oppdagelsen av virus av den russiske mikrobiologen Dmitry Ivanovsky. Vaksinasjoner og behandlinger for sykdommer som spenner fra rabies til kopper til HIV og AIDS kom fra mikrobiologisk forskning.
Forskere tester mikroorganismer for å forstå deres atferd og interaksjoner. Informasjon om små organismer kan virke trivielt, men mikrobiologisk forskning har ført til forbedret avling, bioremediering av forurensende stoffer som olje og diesel og teknikker for å kurere sykdommer, redusere matbårne sykdommer og forebygge infeksjoner.