แพร่หลายในจุลชีววิทยาคืออะไร?

มนุษย์เติมเต็มโลกด้วยประชากรกว่า 7 พันล้านคนทั่วโลก อย่างไรก็ตาม จำนวนมนุษย์ไม่ได้ใกล้เคียงกับธรรมชาติที่แพร่หลายของจุลินทรีย์เลย

จุลินทรีย์มีอยู่ทั่วไปทุกหนทุกแห่ง นักจุลชีววิทยาพบพวกมันเกือบทุกที่ในโลก พยาธิตัวกลมตัวอย่างเช่น มีสัตว์มากมาย มีถิ่นกำเนิดในทวีปแอนตาร์กติกา เมื่อพิจารณาถึงความแพร่หลายของจุลินทรีย์ การค้นหาจุลินทรีย์ไม่ใช่เรื่องยาก เว้นแต่จะมองเห็นได้เฉพาะภายใต้กล้องจุลทรรศน์เท่านั้น

แบคทีเรีย เชื้อรา และสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวอื่นๆ ถูกค้นพบในพื้นที่ปกติ (เช่น ห้องน้ำในบ้านของคุณ เป็นต้น) เช่นเดียวกับในสถานที่สุดโต่ง (เช่น ปล่องไฮโดรเทอร์มอลที่อยู่ลึกลงไปใน มหาสมุทร)

Ubiquity หมายถึง สิ่งที่ปรากฏทุกที่อย่างแท้จริง ยากที่จะจินตนาการถึงขอบเขตของการแพร่หลายของ จุลินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเรามองไม่เห็นพวกเขา

แต่ทุกพื้นผิวในโลกนี้เต็มไปด้วยจุลินทรีย์ โต๊ะข้าง ๆ คุณ รองเท้า โทรศัพท์ของคุณ และแม้แต่ผิวหนังของคุณ ล้วนอยู่ภายใต้ชุมชนจุลินทรีย์

ลองใช้ห้องทดลองที่แพร่หลายในชั้นเรียนของคุณ (หรือด้วยตัวคุณเอง!) เพื่อสาธิตแนวคิดนี้ นำไม้กวาดของพื้นผิวต่างๆ มาวางบนจานเพาะเลี้ยงของวุ้น เก็บไว้ในห้องปฏิบัติการและกลับมาตรวจสอบใหม่ในอีกสองสามวัน

คุณจะเห็นอาณานิคมของแบคทีเรีย เชื้อรา และจุลินทรีย์อื่นๆ นับร้อยเติบโตบนจานทุกใบไม่ว่าจะหยิบไม้กวาดมาจากไหนก็ตาม

แบคทีเรีย เป็นจุลินทรีย์ทั่วไป แม้ว่าจะเป็นที่ทราบกันดีว่าก่อให้เกิดโรคร้ายแรง เช่น ปอดบวม เยื่อหุ้มสมองอักเสบ และกลุ่มอาการช็อกจากสารพิษ แต่แบคทีเรียเพียง 3 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นที่เป็นอันตรายต่อคนหรือสัตว์

ร่างกายมนุษย์เองมีแบคทีเรียประมาณ 100 ล้านล้านโดยส่วนใหญ่อาศัยอยู่บนผิวหนังและภายในระบบย่อยอาหาร แบคทีเรียที่ไม่เป็นอันตรายบนผิวหนังปกป้องตนเองจากจุลินทรีย์อื่นๆ ด้วยการปล่อยโปรตีนที่เป็นพิษ

สิ่งนี้ไม่เพียงช่วยให้แบคทีเรียปลอดภัย แต่ยังป้องกันจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายไม่ให้เข้าสู่ระบบของมนุษย์ ในลำไส้ แบคทีเรียช่วยในการย่อยอาหาร เข้าถึงสารอาหาร และขัดขวางการเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นอันตราย

ในช่วงปลายทศวรรษ 1970 นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่าจุลินทรีย์ที่ครั้งหนึ่งเคยถือว่าแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่น: อาร์เคีย. สิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาศัยอยู่ในสภาวะที่รุนแรงซึ่งไม่พบแบคทีเรียและสัตว์ ตัวอย่างเช่น อาร์เคียที่อาศัยอยู่ในมหาสมุทรอาศัยอยู่ใกล้ช่องระบายอากาศซึ่งมีอุณหภูมิเกิน 212 องศาฟาเรนไฮต์ ซึ่งเป็นจุดเดือดของน้ำ

บางแห่งอาศัยอยู่ในน้ำพุร้อน เช่น ที่พบในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน คนอื่นรอดชีวิตลึกลงไปในโลกภายในแหล่งน้ำมัน เหนือพื้นดิน อาร์เคียอาศัยอยู่ในระบบย่อยอาหารของวัว ซึ่งพวกมันผลิต มีเทน.

เพื่อให้หลักฐานเพิ่มเติมของการแพร่หลาย จุลินทรีย์บางชนิด - เอ็นโดลิธ - อยู่ภายในหินหรือระหว่างเม็ดแร่ แบคทีเรีย เชื้อรา หรืออาร์เคียเหล่านี้พบได้ทั้งด้านบนและด้านล่างพื้นผิวโลก เนื่องจากบ้านที่เป็นเอกลักษณ์ของพวกมัน เอ็นโดลิธบางชนิดจึงเป็นออโตโทรฟ ซึ่งสร้างอาหารจากสสารโดยรอบเอง

เอ็นโดลิธทั่วไปชนิดหนึ่งคือไลเคนแอนตาร์กติกชนิดหนึ่งที่เติบโตภายในหินทราย เอนโดลิธชีวมณฑลลึกอาศัยอยู่ลึกหลายไมล์ใต้พื้นมหาสมุทร ซึ่งอุณหภูมิและความดันรุนแรงมาก แสงและอากาศหายไป

จุลินทรีย์ไม่เพียงแต่อยู่ในสถานที่ต่างๆ เท่านั้น แต่ยังสามารถพบได้ในอดีตอีกด้วย ในช่วงปี 1990 มีการค้นพบสปอร์ของแบคทีเรียภายในระบบย่อยอาหารของผึ้งที่ติดอยู่ใน อำพันซึ่งเป็นเรซินต้นไม้ฟอสซิล ตัวอย่างมีอายุย้อนหลังไป 30 ล้านปี

นักวิจัยจาก California Polytechnic State University พยายามที่จะชุบชีวิตแบคทีเรีย และในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ได้ทำการทดสอบซ้ำแล้วซ้ำอีกหลังการทดสอบเพื่อแสดงว่าแบคทีเรียในสมัยโบราณกลับมาทำงานอีกครั้ง อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์บางคนตั้งคำถามว่าตัวอย่างเหล่านี้มีการปนเปื้อนแบคทีเรียในยุคปัจจุบันหรือไม่