Účel mikrobiológie

Zatiaľ čo pozorovania korkových buniek Robertom Hookeom (1665) spustili štúdium mikroskopických štruktúr, 1676 Antoniho van Leeuwenhoeka pozorovania mu vyniesli titul „otec mikrobiológie“. Drobné stvorenia, ktoré Leeuwenhoek nazýval „animalcules“, veľa vzbudili zvedavosť.

V priebehu času, štúdie živočíšnych molekúl zničili vieru v spontánne generovanie, vyriešili záhadu pokazené víno a zachránené milióny (ak nie miliardy) životov ohrozených chorobami, znečistením a zlými jedlo.

Formálna definícia mikrobiológie to uvádza mikrobiológia študuje „mikroorganizmy alebo mikróby“, rôznorodú skupinu všeobecne drobných a jednoduchých foriem života, ktoré zahŕňajú:

• baktérie
  
• archaea
  
• riasy
  
• huby
  
• prvoky
  
• vírusy. “Mikrobiológovia tiež študujú štruktúru, funkciu a klasifikáciu týchto mikroorganizmov a spôsoby ich použitia a kontroly

Niekedy sa štúdium mikroskopických organizmov môže javiť ako nedôležité. Mikroorganizmy však majú vplyv na mnoho aspektov každodenného života. Pochopenie týchto dopadov vám môže pomôcť pochopiť, prečo nemožno podceňovať význam mikrobiológie.

Potraviny a bezpečnosť potravín

Prirodzené procesy mikroorganizmov ovplyvňujú potraviny pozitívnym aj negatívnym spôsobom. Existencia Úradu pre kontrolu potravín a liečiv (FDA) zdôrazňuje význam mikrobiológie v každodennom živote.

Louis Pasteur medzi svojimi mnohými objavmi zistil, že kvasenie vína a piva závisí od mikrobiálnych procesov. Fermentáciou sa tiež rozvíjajú chute kakaových bôbov, čajových lístkov a kávových zŕn. V Afrike poskytujú výrobky z fermentovaného manioku základné potraviny. V mnohých ázijských krajinách sa každý deň konzumujú fermentované sójové a rybie výrobky. Uhorky, kyslá kapusta, jogurt a kimči vyžadujú mikrobiálnu aktivitu.

Chlieb stúpa kvôli oxidu uhličitému uvoľňovanému kvasinkami, keď kvasinky rastú. Transformácia mlieka na syr si vyžaduje mikróby. Syry ako niva sa vyvíjajú zavedením netoxickej formy.

Niektorým mikroorganizmom sa však v potravinách darí, zatiaľ čo tieto potraviny nie sú bezpečné pre ľudskú konzumáciu. V roku 2011 postihli choroby prenášané potravinami asi 48 miliónov ľudí v USA. Odhadované ročné náklady na choroby prenášané potravinami, 7 miliárd dolárov, pochádzajú z lekárskeho ošetrenia a straty pracovného času.

Choroby prenášané potravinami môžu byť spôsobené baktériami, vírusmi, parazitmi, prírodnými toxínmi (často vedľajším produktom činnosti mikroorganizmov) a toxínmi z životného prostredia. K znehodnoteniu potravín dochádza, keď mikroorganizmy rozkladajú potraviny.

Pasteur preukázal, že ohrievanie potravín a nápojov pred ich uzavretím do nádoby zabilo mikroorganizmy, ktoré spôsobili ich znehodnotenie. Bezpečné metódy konzervácie potravín umožňujú skladovanie a zdieľanie potravín v priebehu času a vzdialenosti.

Mikroorganizmy zapĺňajú mnohé medzery v prostrediach.

Mikróby ako chemosyntetické baktérie v hlbokomorských prieduchoch a fytoplanktón (plávajúce fotosyntetizujúce mikroorganizmy) tvoria základ mnohých vodných potravinových reťazcov. Huby, baktérie a protisti plnia dôležitú úlohu pri rozklade, pri ktorom sa uvoľňujú živiny späť do životného prostredia.

Gram pôdy obsahuje odhadom jedna miliarda mikroorganizmov z možno tisícov druhov. Mikrobiologické štúdie baktérií, vírusov, proteínov a húb v pôdnych ekosystémoch viedli k pochopeniu uhlíkových, dusíkových, fosforových a sírových cyklov. Pretože tieto výživové cykly v pôde umožňujú ďalšiu existenciu života na Zemi, zdá sa, že učenie sa o týchto mikroorganizmoch má zmysel.

Štúdie mikroorganizmov v extrémnych prostrediach naznačujú možnosť života na iných planétach, v prostrediach úplne nehostinných pre ľudský život.

Mikroorganizmy na Zemi žijú v prostrediach od podzemných zásobníkov ropy po slané jazerá a ďalšie extrémne slané soli prostrediach, od vriacich horúcich prameňov po ľadovo chladné biotopy a v prostrediach s pH sa pohybuje od veľmi kyslého po veľmi zásaditý. Tieto extrémne prostredia ukazujú, že mikroorganizmy môžu prežiť aj inde vo vesmíre.

Pozorovania bunkových stien v korku od Roberta Hooka znamenajú začiatok mikrobiológie, štúdia malých foriem života. Iní v týchto štúdiách pokračovali.

Štúdie v 1700-tych rokoch nakoniec viedli k poslednému úderu Louisa Pasteura pre spontánnu generáciu, vtedy prevládajúcej viere, že živé veci môžu vznikať z neživých materiálov. Tieto štúdie preukázali, že mikróby museli cestovať z miesta na miesto.

Pochopenie vektorov, týchto spôsobov prepravy viedlo k mnohým zdravotným praktikám vrátane umývania rúk pred jedlom a po použití kúpeľne.

Teória zárodkov, predstava, že mikroorganizmy môžu spôsobovať choroby, sa spočiatku mnohým zdala smiešna. Prax umývania rúk a vybavenia, len aby ste si ich znova zašpinili, narazila na odpor mnohých, vrátane mäsiarov a chirurgov.

Ale zmeny v lekárskych postupoch uskutočnené vtedajšími radikálnymi mysliteľmi ako Joseph Lister viedli k zlepšeniu chirurgických výsledkov. Zníženie počtu úmrtí súvisiacich s infekciami mnohých presvedčilo, aby prijali možnosť, že mikroorganizmy môžu v skutočnosti zabiť človeka.

Štúdie plesní v Petriho miske s baktériami viedli k Flemingovmu objavu penicilínu. Podobné štúdie v pôdnych ekosystémoch viedli k objavu ďalších antibiotík. Napríklad dve antibiotiká (chloramfenikol a streptomycín) pochádzajú zo štúdií pôdnej mikrobiológie od Mildred Rebstockovej a ďalších. Nárast antibiotík rezistentných a mäsožravých baktérií ukazuje na pretrvávajúcu potrebu naučiť sa mikrobiológiu.

Mikrobiologický výskum poskytuje odpovede (a otázky) o mikroorganizmoch. Pasteurov výskum kazenia piva a vína viedol k zdravotným praktikám, ako je pasterizácia piva, vína a po roku 1886 mlieka. Pasteurove techniky viedli k objaveniu vírusov ruským mikrobiológom Dmitrijom Ivanovským. Očkovanie a liečba chorôb od besnoty cez ovčie kiahne po HIV a AIDS pochádzala z mikrobiologického výskumu.

Vedci testujú mikroorganizmy, aby porozumeli ich správaniu a interakciám. Informácie o nepatrných organizmoch sa môžu zdať malicherné, ale mikrobiologický výskum viedol k zlepšeniu výnosov plodín, bioremediácia znečisťujúcich látok, ako je ropa a nafta, a techniky na liečenie chorôb, znižovanie chorôb z chorôb a prevenciu infekcie.