Сврха микробиологије

Док су посматрања ћелија плуте Роберта Хоокеа (1665) покренула проучавање микроскопских структура, Антони ван Лееувенхоек из 1676. посматрања су му донела титулу „оца микробиологије“. Сићушна створења која је Лееувенхоек називао „анималцулес“ много су побудила радозналост.

Временом су студије на животињама уништиле веру у спонтано стварање и решиле мистерију покварено вино и спасило милионе (ако не и милијарде) живота угрожених болестима, загађењем и лошим храна.

Формална дефиниција микробиологије каже да микробиологија проучава „микроорганизме или микробе, разноврсну групу углавном малих, једноставних облика живота који укључују:

• бактерија
  
• археје
  
• алге
  
• гљивице
  
• праживотиње
  
• вируси. "Микробиолози такође проучавају структуру, функцију и класификацију ових микроорганизама и како их користити и контролисати

Понекад проучавање микроскопских организама може изгледати неважно. Међутим, микроорганизми утичу на многе аспекте свакодневног живота. Разумевање ових утицаја може помоћи у разумевању зашто се значај микробиологије не може потценити.

Храна и сигурност хране

Природни процеси микроорганизама утичу на храну и на позитиван и на негативан начин. Постојање Управе за храну и лекове (ФДА) наглашава важност микробиологије у свакодневном животу.

Међу својим многим открићима, Лоуис Пастеур је открио да ферментација вина и пива зависи од микробиолошких процеса. Ферментација такође развија укус какао зрна, листова чаја и зрна кафе. У Африци производи од ферментисане маниоке представљају дијеталне спајалице. Ферментисани производи од соје и рибе свакодневно се конзумирају у многим азијским земљама. Кисели краставци, кисели купус, јогурт и кимчи захтевају микробну активност.

Хлеб расте због угљен-диоксида који квасац ослобађа како квасац расте. За трансформацију млека у сир потребни су микроби. Сиреви попут плавог сира развијају се увођењем нетоксичних плесни.

Неки микроорганизми, међутим, успевају у храни док је чине несигурном за људску употребу. У 2011. години болести које се преносе храном погодиле су приближно 48 милиона људи у САД. Процењени годишњи трошкови болести које се преносе храном, 7 милијарди долара, потичу од лечења и изгубљеног радног времена.

Болести које се преносе храном могу изазвати бактерије, вируси, паразити, природни токсини (често нуспродукт активности микроорганизама) и токсини из околине. До кварења хране долази када микроорганизми разлажу храну.

Пастеур је показао да су загревање хране и пића пре него што су их затворили у контејнер убили микроорганизме због којих се храна кварила. Безбедне методе конзервирања хране омогућавају складиштење и дељење хране током времена и на даљину.

Микроорганизми попуњавају многе нише у окружењу.

Микроби попут хемосинтетских бактерија у дубоким отворима за ваздух и фитопланктона (плутајући фотосинтетизујући микроорганизми) чине основу многих водених ланаца исхране. Гљиве, бактерије и протисти обављају важан задатак разградње који ослобађа хранљиве материје назад у животну средину.

Грам земље садржи процењени милијарду микроорганизама од могуће хиљаде врста. Микробиолошке студије бактерија, вируса, протеста и гљивица у екосуставима тла довеле су до разумевања циклуса угљеника, азота, фосфора и сумпора. Будући да ови храњиви циклуси у тлу омогућавају даље постојање живота на Земљи, учење о овим микроорганизмима се чини корисним.

Студије микроорганизама у екстремним срединама указују на могућност живота на другим планетама, у срединама потпуно негостољубивим за људски живот.

Микроорганизми на Земљи живе у срединама, од подземних резервоара нафте до сланих језера и других екстремних сланих раствора окружења, од врелих врелих извора до ледено хладних станишта и у срединама са пХ у распону од врло киселих до врло алкална. Ова екстремна окружења показују да би микроорганизми могли да преживе и другде у свемиру.

Опажања Роберт Хооке-а на ћелијским зидовима плуте означавају почетак микробиологије, проучавања малих облика живота. Други су наставили те студије.

Студије из 1700-их на крају су довеле до коначног удара Лоуис Пастеур-а до спонтане генерације, тада распрострањеног веровања да жива бића могу настати из неживих материјала. Ове студије су показале да су микроби морали путовати од места до места.

Разумевање вектора, тих метода транспорта, довело је до многих здравствених пракси, укључујући прање руку пре јела и након коришћења купатила.

Теорија клица, идеја да микроорганизми могу да изазову болести, у почетку се многима чинила смешном. Пракса прања руку и опреме само да би се поново запрљала наишла је на отпор многих, укључујући месаре и хирурге.

Али промене у медицинским поступцима тада радикалних мислилаца попут Јосепха Листера довеле су до побољшаних хируршких исхода. Смањење броја смртних случајева повезаних са инфекцијама убедило је многе да прихвате могућност да микроорганизми у ствари могу да убију људе.

Студије плесни у Петријевој посуди бактерија довеле су до Флеминговог открића пеницилина. Сличне студије у екосистемима тла довеле су до открића додатних антибиотика. На пример, два антибиотика (хлорамфеникол и стрептомицин) потичу из студија микробиологије тла од Милдред Ребстоцк и других. Пораст бактерија отпорних на антибиотике и месо које једу месо показује сталну потребу за учењем микробиологије.

Микробиолошка истраживања дају одговоре (и питања) о микроорганизмима. Пастерово истраживање кварења пива и вина довело је до здравствених пракси попут пастеризације пива, вина и после 1886. млека. Пастерове технике довеле су до открића вируса од стране руског микробиолога Дмитрија Ивановског. Вакцинације и третмани за болести у распону од беснила преко малих богиња до ХИВ-а и АИДС-а произашли су из микробиолошких истраживања.

Истраживачи тестирају микроорганизме да би разумели њихово понашање и интеракције. Информације о ситним организмима могу изгледати тривијално, али микробиолошка истраживања довела су до побољшања приноса усева, биоремедијација загађивача попут нафте и дизела и технике за лечење болести, смањење болести које се преносе храном и спречавање инфекције.