Какво представлява микробиологията? Какво прави микробиологичното проучване? Основи на микробиологията

Науката за биология включва голям брой подсекции и спомагателни науки. Въпреки това, микробиологията е една от най-младите и най-обещаваща, полезна за човек и за неговата дейност. Сравнително наскоро се появи, но бързо набира скорост в развитието, самата наука днес се превърна в предшественик на такива сектори като биотехнологиите и генното инженерство.

Какво представлява микробиологията?

На първо място, микробиологията е наука. Обемна, интересна, млада, но динамично развиваща се наука. Етимологията на думата произлиза от гръцкия език. Така че "mikros" означава "малък", втората част от думата идва от "bios", което означава "живот", а последната част от гръцката. "лого", което се превежда като учение. Сега можете да дадете дословен отговор на въпроса, какво представлява микробиологията. Това е доктрината за микро-живот.

С други думи, това е изследването на най-малките живи същества, които не се виждат с невъоръжено око. Такива едноклетъчни организми включват:

1. Прокариоти (ядрени организми или без ядро):

• бактерии;
• Archaea.

2. Еукариоти (организми с развито ядро):

• еднокръвни водорасли;
• протозои.

3. Вируси.

Въпреки това, приоритет в микробиологията се дава на изследването на бактерии с много различни видове, форми и методи за получаване на енергия. Това е основата на микробиологията.

Предметът на науката

Въпросът, който учи микробиология, отговорът може да е: тя изучава външната разнообразието на бактериите по форма и размер, тяхното въздействие върху околната среда и живите организми, методи за хранене, развитие и размножаване на микроорганизми, както и тяхното въздействие върху икономическото и човешкото практика.

Микроорганизмите са същества, които могат да живеят в различни условия. За тях практически няма ограничения за температурата, киселинността и алкалността на средата, налягането и влажността. При всякакви условия има най-малко една (и най-често многобройна) група бактерии, която може да оцелее. Днес има общности от микроорганизми, които обитават абсолютно анаеробни условия във вулканите, в дъното на топлинните източници, в тъмните дълбини на океаните, в суровите условия на планините и скалите и т.н.

Стотици микроорганизми са известни на науката, която в крайна сметка се развива в хиляди. Установено е обаче, че това е само малка част от разнообразието, което съществува в природата. Ето защо работата на микробиолозите е много.

Един от най-известните центрове, в който подробно изследване на микроорганизмите и всички процеси, свързани с тях, е Пастьорският институт във Франция. Наименован след известния основател на микробиологията като наука на Луи Пастьор, този институт по микробиология е произвел от стените си множество забележителни специалисти, които са направили не по-малко забележителни и значими открития.

В Русия до момента Институтът по микробиология im. SN Vinogradsky RAS, който е най-големият изследователски център в областта на микробиологията у нас.

Историческо отклонение в микробиологичната наука

Историята на развитието на микробиологията като наука се състои от три основни условни етапа:

• морфологичен или описателен;
• физиологичен или кумулативен;
• модерно.

Като цяло историята на микробиологията се брои в нейното развитие за около 400 години. Това означава, че началото на появата е около XVII век. Затова се смята, че това е сравнително млада наука в сравнение с други сектори на биологията.

Морфологичен или описателен етап

Самото име предполага, че на този етап, строго погледнато, това е просто натрупване на знания за морфологията на бактериалните клетки. Всичко започна с откриването на прокариоти. Това заслуги принадлежи на предшественика на микробиологичната наука, италианеца Антонио ван Льовенгу, който притежаваше остър ум, упорит поглед и добра способност да мисли логично и да обобщава. Като добър техник, той успя да извади лещите, като увеличи 300 пъти. И да се повтори неговото постижение може да в средата на ХХ век руски учени. И след това не чрез завъртане, а чрез топене на лещи от оптично стъклопласт.

Тези лещи служеха като материал, чрез който Леувенук откри микроорганизми. И първоначално той си постави задача от много прозаичен характер: ученият се чудеше защо хрянът беше толкова горчив. Растерев части от растението и ги изследва под микроскоп от собствената си продукция, той видя един цял живот свят на малки същества. Това беше през 1695 г. Оттогава Антонио започва активно да проучва и описва различните видове бактериални клетки. Той ги отличава само под формата, но това вече е доста.

Levenguk притежава около 20 тома ръкописи, които подробно описват глобули, пръчковидни, спирални и други видове бактерии. Той е написал първата работа по микробиология, която се нарича "Тайните на природата, открити от Антъни ван Льовенхук". Първият опит да се систематизира и обобщи натрупаното знание за морфологията на бактериите принадлежи на учения О. Мюлер, който го е взел през 1785 г. От този момент започва историята на развитието на микробиологията.

Физиологичен или акумулативен етап

На този етап от развитието на науката бяха изследвани механизмите, залегнали в жизнената активност на бактериите. Разглеждат се процесите, в които участват и които са невъзможни по своя характер. Доказано бе невъзможността за спонтанно генериране на живот без участието на живи организми. Всички тези открития са направени в резултат на експериментите на великия учен-химик, но след тези открития също е и микробиологът Луи Пастьор. Трудно е да се надценява значението му за развитието на тази наука. Историята на микробиологията едва ли би могла да се развие толкова бързо и напълно, ако не беше този гениален човек.

Намеренията на Пастьор могат да бъдат показани в няколко основни точки:

• че процесът на ферментация на захарни вещества, познати на хората от незапомнени времена, се дължи на наличието на определен тип микроорганизми. И за всеки вид ферментация (млечна киселина, алкохол, масло и т.н.) присъствието на специфична група от бактерии е характерно, което прави;
• въведе в хранително-вкусовата промишленост процеса на пастьоризация за отстраняване на продуктите от микрофлората, причинявайки тяхното гниене и разваляне;
• той заслужава признанието, че увеличава имунитета към заболявания чрез въвеждане на ваксина в тялото. Това означава, че Пастьор е предшественик на ваксинациите, той е доказал, че болестите са причинени от наличието на патогенни бактерии;
• разрушиха идеята за аеробни всички живи същества и доказаха, че за живота на много бактерии (например масло), кислородът изобщо не е необходим и дори вредни.

Основната неоспорима заслуга на Луи Пастьор беше, че той експериментира всичките си открития. Така че никой не може да остане под съмнение относно валидността на резултатите. Но историята на микробиологията не свършва там.

Друг учен, който е работил в XIX век и е направил безценен принос за изучаването на микроорганизми, Робърт Кох - Немски учен, който заслужава изваждането на чисти линии от бактериални клетки. Това означава, че в природата всички микроорганизми са тясно взаимосвързани. Една група в живота създава растежна среда за другия, другият прави същото за третия и т.н. Това означава, че те са едни и същи хранителни вериги като висшите организми, само в бактериалните общности. Поради това е много трудно да се изучи определена общност, група микроорганизми, защото техните размери са изключително малки (1^-6 m или 1 μm) и в постоянно тясно взаимодействие помежду си те не се поддават на внимателно проучване сами. Идеална беше възможността да се отглеждат много идентични бактериални клетки от същата общност при изкуствени условия. Тоест да се получи маса от идентични клетки, които ще се виждат с просто око и да се изследват процесите, при които става много по-лесно.

Точно това откри Кох. Той представи развъждането на чисти култури от бактерии в хранителна среда, която за всяка общност има свои собствени. Той също така заслужава признание за оцветяването на колонии от микроорганизми и индивидуални участници. Роберт Кох е първият, който открива туберкулозата (пръчката на Кох), паразитни при животните и човека. Този учен прилага метода за инфектиране на експериментални животни с патогенни бактерии с цел развъждане на чисти култури от такива микроорганизми и развитие методи за дезинфекция и да се бори с тях.

По този начин се натрупа много ценна информация за жизнената активност на бактериите, техните ползи и вреда на хората. Развитието на микробиологията е отишло още по-интензивно.

Модерната сцена

Модерен микробиология - е набор от подраздели, и мини-наука, която се занимава с изучаването на не само бактериите, но и вируси, гъбички, археи и всички познати и новооткрити микроорганизми. По въпроса какво е микробиологията днес можем да дадем пълен и подробен отговор. Това е сложна наука се занимава с изучаването на микроорганизми, и тяхното приложение в практическия живот в различни области и райони, както и на въздействието на микроорганизми върху друг, върху околната среда и живите организми.

Във връзка с такава широка концепция за микробиологията е необходимо модерното градиране на тази наука да се превърне в раздели.

1. Общата сума.
2. Почва.
3. Вода.
4. Селското стопанство.
5. Медицински.
6. Ветеринарни.
7. Space.
8. Geological Survey.
9. Вирусология.
10. Храните.
11. Промишлени (технически).

Всяка от тези раздели се занимава с подробно изследване на микроорганизмите, тяхното въздействие върху живота и здравето на хората и животните, както и възможността за използване на бактерии за практически цели за подобряване на качеството на живот на човечеството. Всичко това в комплекс е това, което микробиологията изучава.

Най-голям принос за развитието на съвременните методи на микробиология, методи на отглеждане и култивиране на микроорганизми, осъществени от тези учени като Wolfram Tsillig и Карл Stetter, Carl Woese, Норман Пейс, Уотсън, Крик, Полинг Zuckerkandl. От домашни учени са такива имена като Мечников, LS Tsenkovsky, DI Ивановски Vinogradskii VL Omelyanskii, SP Kostychev, Ya Ya и Nikitinsky Е. М. Чистяков, А. И. Лебедев, В. Н. Шапошников. Чрез работата на тези учени са били установени начини да се справят с тежки заболявания на животни и хора (антракс, диабет тик, шап, едра шарка, и така нататък). Бяха установени начини за подобряване на имунитет към бактериални и вирусни болести, щамове от микроорганизми, получени в състояние да обработва масло, за да се създаде маса по време на живота на различни органични вещества, пречистване и подобряване на околната среда, без дезинтегриращи разлага химически съединения и др.

Приносът на тези хора е наистина безценен, затова някои от тях (Мечников II) получиха Нобеловата награда за своята работа. Към днешна дата съществуват спомагателни науки, формирани на базата на микробиологията, които са най-напредналите в биологията - биотехнологията, биоинженерството и генното инженерство. Работата на всеки от тях е насочена към получаване на организми или групи организми с предварително определени свойства, удобни за хората. Да се ​​разработят нови методи за работа с микроорганизми, за да се увеличат максимално ползите от използването на бактерии.

По този начин етапите на развитие на микробиологията, макар и не многобройни, са много информативни и изпълнени със събития.

Методи за изследване на микроорганизми

Съвременните методи на микробиология се основават на работа с чисти култури, както и на най-новите постижения в областта на технологиите (оптични, електронни, лазерни и т.н.). Тук са основните.

1. Използване на микроскопични технически средства. Като правило само светлинните микроскопи не дават пълен резултат, поради което се използват и луминесцентни, лазерни и електронни.
2. Култури на бактерии върху специални хранителни среди за отделяне и култивиране на абсолютно чисти колонии от култури.
3. Физиологични и биохимични методи за анализ на културата на микроорганизмите.
4. Молекулярно-биологични методи за анализ.
5. Генетични методи за анализ. Към днешна дата е възможно да се проследи генеалогичното дърво на почти всяка открита група от микроорганизми. Това стана възможно благодарение на творчеството на Карл Везе, който успя да дешифрира част от генома на бактериалната колония. С това откритие стана възможно да се изгради филогенетична система от прокариоти.

Комплектът от изброените методи позволява да се получи пълна и подробна информация за всеки от новооткритите или вече открити микроорганизми и да се намери правилното приложение.

Степените на микробиологията, които тя преминали в нейното формиране като наука, не винаги включват такъв щедър и точен набор от методи. Трябва обаче да се отбележи, че най-ефективният по всяко време е експерименталният метод, той е служил като основа за натрупване на знания и умения в работата с микрокосмоса.

Микробиология в медицината

Една от най-важните и важни области на микробиологията за човешкото здраве е медицинската микробиология. Предметът на неговото изследване са станали вируси и патогенни бактерии, които причиняват тежки заболявания. Ето защо, предизвикателството за лекари, микробиолози: да се идентифицират патогена, да се култивира своята чиста линия, изучава характеристиките на живот и причините за които са вредни за човешкото тяло, и да се намери начин да се премахне тази дейност.

След като се получи чистата култура на патогенния организъм, е необходимо да се проведе задълбочен молекулярно-биологичен анализ. Въз основа на резултатите, тестът за устойчивостта на организмите към антибиотиците, идентифицира начините за разпространение на болестта и избира най-ефективния метод за лечение срещу този микроорганизъм.

Беше медицинска микробиология, включително ветеринарна медицина, която помогна да се решат редица актуални проблеми на човечеството: създадени ваксини срещу антракс, бяс, еднокопитни лица, шарка по овцете, анаеробни инфекции, туларемия и ПАРАТИФ, стана възможно да се отърве от чумата и parapnevmonii и така нататък.

Хранителна микробиология

Основите на микробиологията, хигиената и хигиената са тясно взаимосвързани и обикновено обединени. В края на краищата, патогенните организми могат да се разпространяват много по-бързо и в по-голям обем, когато условията на хигиената и хигиената оставят много желателно. И на първо място, това се отразява в хранително-вкусовата промишленост, с масово производство на хранителни продукти.

Актуални данни за морфологията и физиологията на микроорганизмите, биохимични процеси, причинени от тях, както и влиянието на факторите на околната среда върху микрофлората развиващите се в храната по време на транспортиране, съхранение, продажба и преработка на суровини, помагат да се избегнат много проблеми. Ролята на микроорганизмите в процеса на формиране и промяна в качеството на храната и появата на редица заболявания, причинени от патогенни и опортюнистични видове, е много важно и затова задачата на микробиологията на храните, канализацията и хигиената е ролята да се идентифицират и да се обърнат в полза на човека.

Също така хранителната микробиология култивира бактерии, които могат да конвертират протеини от нефт, използва микроорганизми за разлагането на хранителни продукти, за преработката на много хранителни продукти. Процесите на ферментация на базата на млечнокисели и маслени киселинни бактерии дават на човечеството много необходими продукти.

вирусология

Една напълно отделна и много голяма група от микроорганизми, които днес са най-малко проучени - са вируси. Микробиология и вирусология - две тясно свързани помежду си категории микробиологичните науки, които изучават патогенни бактерии и вируси, които могат да причинят сериозни вреди на здравето на живите организми.

Вирусологията е много обширна и сложна, затова заслужава отделно проучване.