Innehåll
- Typer av mikroorganismer
- Klassificering av mikroorganismer i mikrobiologi
- Mikrobiologisk historia
- Smittsamma mikroorganismer
- Mikroorganismer som är till hjälp för människor
- Fält av mikrobiologi
- Framtiden för mikrobiologi
Fältet mikrobiologi är avgörande för människor, inte bara på grund av de infektionssjukdomar som orsakas av dessa mikrober utan för att "bra" mikroorganismer är nödvändiga för att vi ska kunna leva på planeten. Med tanke på att bakterierna i och på våra kroppar överträffar våra egna celler, kan detta studieområde betraktas som ett av de viktigaste områdena för kunskap och studier.
Typer av mikroorganismer
Mikroorganismer eller "mikrober" är små levande saker. De flesta av dessa organismer kan inte ses med blotta ögat, och förrän uppfinningen av mikroskop och groddeteori hade vi ingen aning om hur rikligt de är.
Mikrober finns nästan var som helst på jorden. De finns i kokande vattenpooler i Yellowstone och i vulkaniska ventiler på havets lägsta djup. De kan leva i saltlägenheter och vissa trivs i saltvatten (så mycket för att använda salt som konserveringsmedel.) Vissa behöver syre för att växa och andra inte.
Världens "tuffaste" mikroorganism kallas en bakterie Deinococcus radiotrans, en bakterie som kan motstå strålning i fenomenal grad som namnet antyder, men också kan överleva utan vatten, exponering för starka syror och även när den placeras i ett vakuum.
Klassificering av mikroorganismer i mikrobiologi
Det finns många olika sätt på vilka forskare har klassificerat, och därmed försökt att vara vettiga, av miljontals mikrober i vår mitt.
Multicellular vs Unicellular vs Acellular
Ett av sätten som mikrober klassificeras på är om de har celler eller inte, och i så fall hur många. Mikroorganismer kan vara:
- Multicellular - Har mer än en cell.
- Unicellular - Att ha en enda cell.
- Acellular - Brister i celler, såsom virus och prioner. (Prion kallas vanligtvis "smittsamma proteiner" snarare än mikrober.)
Eukaryoter vs Prokaryoter
Ett annat sätt på vilket mikroorganismer klassificeras har att göra med typen av cell. Dessa inkluderar eukaryoter och prokaryoter:
- Eukaryoter är mikrober med "komplexa celler" som har en äkta kärna och membranbundna organeller. Exempel på eukaryoter inkluderar helminter (maskar), protozoer, alger, svampar och jäst.
- Prokaryoter är mikrober med "enkla celler" som inte har en riktig kärna och saknar membranbundna organeller. Exempel inkluderar bakterier.
De viktigaste klasserna av mikroorganismer
De olika typerna av mikrober kan också delas upp i:
- Parasiter: Parasiter är ibland mer skrämmande än andra mikroorganismer, åtminstone när de kan ses med blotta ögat. Parasiter inkluderar helminths (maskar), flukes, protozoa och andra. Exempel på parasitinfektioner inkluderar malaria, giardia och afrikansk sömnsjuka. Ascariasis (rundmaskar) är kända för att infektera 1 miljard människor världen över.
- Svampar och jäst: Svampar är mikroorganismer som på vissa sätt liknar växter. Jäst är en typ av svamp. Exempel inkluderar fotsvamp eller andra typer av jästinfektioner, som alla faller under klassen svampinfektioner. Denna kategori inkluderar också svamp och mögel. Liksom bakterier har vi också många "bra svampar" som lever på våra kroppar och inte orsakar sjukdom.
- Bakterie: Vi har fler bakterier i och på våra kroppar än mänskliga celler, men de allra flesta av dessa bakterier är "friska bakterier". De skyddar oss mot infektion från dåliga eller patologiska bakterier och spelar en roll för att smälta maten. Exempel på infektioner orsakade av bakterier inkluderar tuberkulos och strep hals.
- Virus: Virus är rikliga till sin natur, även om de som de flesta känner till är de som orsakar sjukdom hos människor. Virus kan också infektera andra mikroorganismer som bakterier, såväl som växter. Immuniseringar har minskat risken för vissa skrämmande sjukdomar, men andra, såsom Ebola och Zika-viruset, påminner oss om att vi inte har börjat erövra dessa miniatyrhot.
- Prions: De flesta forskare klassificerar för närvarande inte prioner som mikroorganismer, utan snarare som "smittsamma proteiner." Som sagt, de studeras ofta av virologer. Prioner är i grunden en bit av onormalt vikt protein och kanske inte verkar skrämmande först. Ändå är prionsjukdomar som galna ko-sjukdomar några av de mest fruktade smittsamma sjukdomarna.
Mikrobiologisk historia
Vad vi nu vet om mikroorganismer och som kommer att diskuteras längre fram är relativt nytt i historien. Låt oss ta en kort titt på historien om mikrobiologi:
Första mikroskop / första mikroorganismer visualiserade: Det första stora steget i mikrobiologi uppstod när van Leeuwenhoek (1632-1723) skapade det första enda linsmikroskopet. Genom en lins som hade en förstoring på ungefär 300X, kunde han visualisera bakterier för första gången (från skrapning av tänderna.)
Utveckling av groddeteori: Människokroppen erkändes som en infektionskälla av tre forskare:
- Dr. Oliver Wendall Holmes fann att kvinnor som föddes hemma var mindre benägna att utveckla infektioner än de som lever på ett sjukhus.
- Dr. Ignaz Semmelweis kopplade infektioner med läkare som gick direkt från obduktionsrummet till förlossningsavdelningen utan att tvätta händerna.
- Joseph Lister introducerade aseptiska tekniker, inklusive både handtvätt och användning av värme för sterilisering.
Germ teori: De två personer som mest krediterades med acceptansen av groddeteorin var Louis Pasteur och Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895): Pasteur krediteras teorin om biogenes och noterar att allt levande kommer från något snarare än den rådande synen vid tidpunkten för spontan generation. Han hävdade att många sjukdomar orsakades av mikrober (snarare än av synd, Guds ilska och andra potentiella orsaker.) Han visade att mikroorganismer är ansvariga för jäsning och förstörelse och utvecklade den metod som kallas pastörisering som fortfarande används idag. Han utvecklade också rabies och miltbrandvacciner.
- Robert Koch (1843-1910): Koch är författaren till "Kochs postulerar" den vetenskapliga serien av steg som bevisade groddeteorin och som har använts i vetenskapliga studier sedan (med vissa revideringar.) Han identifierade orsaken till tuberkulos, mjältbrand och kolera.
Sedan dess har några landmärken inkluderat:
- 1892 - Dmitri Iosifovich Ivanoski upptäckte det första viruset.
- 1928 - Alexander Fleming upptäckte penicillin.
- 1995 - Den första mikrobiella genomiska sekvensen publicerades.
Smittsamma mikroorganismer
När vi tänker på mikroorganismer, tänker de flesta av oss på sjukdomar, även om dessa små "buggar" överlag är mer benägna att hjälpa oss än att skada oss. (Se till att läsa om "bra mikrober" nedan.)
Fram till för mindre än ett sekel sedan, och för närvarande, på många ställen i världen, var infektioner med mikroorganismer den främsta dödsorsaken. Den förväntade livslängden i USA förbättrades dramatiskt under det senaste århundradet, inte bara för att vi lever längre utan mest för att färre barn dör i barndomen.
I USA är hjärtsjukdomar och cancer nu den första och näst största dödsorsaken. Enligt Världshälsoorganisationen, i låginkomstländer över hela världen, är den främsta dödsorsaken nedre luftvägsinfektioner, följt av diarrésjukdomar.
Tillkomsten av vaccinationer och antibiotika, plus ännu viktigare rent vatten, har minskat vår oro över smittsamma organismer, men det skulle vara fel att vara arrogant. För närvarande står vi inte bara inför nya infektionssjukdomar utan också mot antibiotikaresistens.
Mikroorganismer som är till hjälp för människor
Även om vi sällan pratar om det är mikroorganismer inte bara användbara utan nödvändiga i nästan alla aspekter av våra liv. Mikrober är viktiga i:
- Skydda våra kroppar mot "dåliga" mikrober.
- Att laga mat: Från yoghurt till alkoholhaltiga drycker är jäsning en metod där mikrobernas tillväxt används för att skapa mat. Detta är ett exempel, men mikrober är botten av livsmedelskedjan under mycket av livet.
- Nedbrytning av avfall på marken och återvinning av atmosfäriska gaser ovan. Bakterier kan till och med hjälpa till med svårt avfall som oljeutsläpp och kärnavfall.
- Producerar vitaminer som vitamin K och vissa B-vitaminer. Bakterier är också oerhört viktiga för matsmältningen.
- Informationslagring: Kryptografifältet tittar till och med på hur bakterier kan användas som en hårddisk för att lagra information.
Inte bara utför mikrober många funktioner för oss-de är en del av oss. Man tror att bakterierna i och på våra kroppar överstiger våra celler med en faktor 10 till en.
Du har nog hört det senaste om att äta hälsosamt. Förutom att äta broccoli och blåbär, rekommenderar de flesta hälsoexperter att äta jäst mat dagligen, eller åtminstone så ofta som möjligt. Utan bakterier skulle det inte finnas någon jäsning.
Vid födseln har barn inte bakterier i kroppen. De får sina första bakterier när de passerar genom födelsekanalen. (Bristen på bakteriexponering via födelsekanalen anses av vissa vara anledningen till att fetma och allergier är vanligare hos spädbarn som levereras av C-sektion.)
Om du har läst nyheterna nyligen har det till och med antagits att bakterierna i tarmen är ansvariga för vårt dagliga humör. Studien av mikrobiomet används nu för att förklara många saker, till exempel varför antibiotika kan leda till viktökning.
Fält av mikrobiologi
Det finns flera olika områden inom området mikrobiologi. Ett exempel på några av dessa fält uppdelade efter typ av organism inkluderar:
- Parasitologi: Studiet av parasitologi
- Mykologi: Studien av svampar
- Bakteriologi: Studien av bakterier
- Virologi: Studien av virus
- Protozoologi: Studien av protozoer
- Fykologi: Studien av alger
Fält av mikrobiologi kan också delas upp efter omfattning för att inkludera ett brett spektrum av ämnen. Några exempel bland många inkluderar:
- Mikrobiell fysiologi (tillväxt, metabolism och struktur av mikrober)
- Mikrobiell genetik
- Mikrobiell utveckling
- Miljömikrobiologi
- Industriell mikrobiologi (till exempel rening av avloppsvatten)
- Livsmedelsmikrobiologi (jäsning)
- Bioteknik
- Bioremediering
Framtiden för mikrobiologi
Området mikrobiologi är fascinerande och det finns mer vi inte vet. Vad vi kanske har fått i kunskapen mest inom området är att det finns så mycket mer att lära.
Inte bara kan mikrober orsaka sjukdomar, men de kan användas för att utveckla läkemedel för att bekämpa andra mikrober (till exempel penicillin.) Vissa virus verkar orsaka cancer, medan andra utvärderas som ett sätt att bekämpa cancer.
En av de viktigaste skälen för människor att lära sig om mikrobiologi är att ha respekt för dessa "varelser" som långt överträffar oss. Man tror att antibiotikaresistensen ökar på grund av felaktig användning inte bara av antibiotika utan av antibakteriella tvålar. Och det är bara när man tittar på de mikrober som vi för närvarande känner igen. Med infektionssjukdomar som uppstår och med vår förmåga att resa nästan var som helst i världen på tre flygningar finns det ett stort behov av att mikrobiologer utbildas och förbereds.