Mikrobiológia študuje identifikáciu, spôsob života, fyziológiu a metabolizmus mikroorganizmov
Obrázok: CDC pri Unsplash
Mikrobiológia je odvetvie biológie, ktorá študuje mikroorganizmy. Slovo pochádza z gréckeho mikros , čo znamená malý, a bios a logá , veda o živote. Jeho štúdia teda zahŕňa identifikáciu, spôsob života, fyziológiu a metabolizmus mikroorganizmov, okrem ich vzťahu k životnému prostrediu a iným druhom.
Vznik mikrobiológie
Mikrobiológia vznikla vytvorením mikroskopu, ktorý vynašiel Holanďan Antony Van Leeuwenhoek v roku 1674. Pomocou tohto prístroja pozoroval mikroskopické bytosti vo vzorkách pôdy, slín a výkalov a hovoril im „animálculos“. Objav Leeuwenhoeka vyvolal dôležitú debatu o pôvode života na Zemi.
Teória abiogenézy alebo teória spontánneho generovania mala ako svojho najslávnejšieho obrancu Aristotela a považovala sa za platnú až do 19. storočia. Podľa tejto teórie by „animálculos“ bol výsledkom rozkladu rastlín a živočíšnych tkanív. Obhajcovia tejto školy verili, že život vzišiel z neživých predmetov.
Objav mikroskopu a ďalšie štúdie mikrobiológie umožnili vznik teórie biogenézy, ktorá sa postavila proti myšlienke, že surová hmota môže vzniknúť z novej bytosti. Podľa tejto teórie všetky živé bytosti vznikajú z iných už existujúcich živých bytostí, to znamená, že z existujúcich „animácií“ by vznikli nové „animácie“. Najvýraznejšie štúdie vykonané na vysvetlenie tejto teórie vypracoval Francesco Redi v roku 1668 a Louis Pasteur v roku 1862, ktorý permanentne zavrhuje teóriu abiogenézy.
- Čo je to biodegradácia
Čo sú to mikroorganizmy
Mikroorganizmy, ktoré sa všeobecne nazývajú „zárodky“ a „mikróby“, sú mikroskopické bytosti, z ktorých mnohé sú neviditeľné voľným okom a ktoré majú prekvapujúcu rozmanitosť štruktúry a spôsobu života. Baktérie, huby, prvoky, vírusy a riasy sú súčasťou súboru mikroorganizmov.
- Viac ako polovica nášho tela nie je človek
Vďaka tejto rozmanitosti druhov boli mikroorganizmy jediné bytosti, ktoré sa prispôsobili všetkým miestam na planéte: sú vo vzduchu, na morskom dne, v podzemí a dokonca aj v nás. „V našom tele je viac bakteriálnych buniek ako ľudských,“ hovorí mikrobiológ Jacyr Pasternak z nemocnice Albert Einstein v São Paule.
Dôležitosť mikroorganizmov
Aj keď sú mikroorganizmy najmenšími formami života, tvoria väčšinu biomasy Zeme a vykonávajú množstvo základných chemických reakcií pre iné organizmy. Ľudia, rastliny a zvieratá sú navyše pri recyklácii živín a pri odbúravaní organických látok úzko závislí od mikrobiálnej aktivity. Preto sú mikroorganizmy mimoriadne dôležité pre podporu a udržanie života.
- Humus: čo to je a aké sú jeho funkcie pre pôdu
Oblasti mikrobiológie
Mikrobiológia je rozsiahla oblasť štúdia, ktorá umožňuje uskutočnenie niekoľkých výskumov. Oblasti činnosti mikrobiológie sú: lekárska mikrobiológia, farmaceutická mikrobiológia, environmentálna mikrobiológia, potravinová mikrobiológia a mikrobiálna mikrobiológia.
Lekárska mikrobiológia
Lekárska mikrobiológia sa zameriava na patogénne mikroorganizmy. Jeho činnosť súvisí s kontrolou a prevenciou infekčných chorôb.
- Čo sú zoonózy?
Farmaceutická mikrobiológia
Farmaceutická mikrobiológia je zameraná na štúdium mikroorganizmov, ktoré sa podieľajú na výrobe liekov, najmä antibiotík.
- Antibiotikum uložené v prírode vytvára superbug, varuje OSN
Mikrobiológia životného prostredia
Environmentálna mikrobiológia súvisiaca s biogeochemickými cyklami sa zameriava na štúdium baktérií a húb, ktoré pôsobia na rozklad organických látok a chemických látok nachádzajúcich sa v prírode.
Mikrobiológia potravín
Mikrobiológia potravín je predmetom štúdia mikroorganizmov používaných v potravinárskom priemysle so zameraním na bezpečnosť a trvanlivosť potravín, spracovanie tradičných výrobkov a vývoj nových potravinárskych výrobkov so senzorickými atribútmi vhodnými pre rôzne skupiny spotrebiteľov.
Mikrobiálna mikrobiológia
Mikrobiálna mikrobiológia sa vo svojich štúdiách zameriava na genetickú a molekulárnu manipuláciu s mikroorganizmami.
Klasifikácia mikroorganizmov
Podľa ich charakteristík možno mikroorganizmy rozdeliť na: prokaryoty alebo eukaryoty, autotrofy alebo heterotrofy a jednobunkové alebo mnohobunkové.
Prokaryoty alebo eukaryoty
Eukaryotické bytosti majú zložité štruktúry tvorené vnútornými membránami, cytoskeletom a jadrom. Prokaryoty naproti tomu neobsahujú jadrá a iné membrány viazané organely.
Autotrofy alebo heterotrofy
Zatiaľ čo autotrofné organizmy vyrábajú svoje vlastné potraviny pomocou ľahkých alebo anorganických chemických reakcií, heterotrofy sa spoliehajú na organické molekuly vyrobené autotrofmi, aby získali energiu a dokončili svoje dýchacie kreslo.
Jednobunkové alebo viacbunkové
Jednobunkové organizmy sú tvorené iba jednou bunkou a mnohobunkové organizmy sú tvorené rozmanitosťou buniek.
Príklady
- Baktérie sú eukaryotické a jednobunkové mikroorganizmy. Aj keď autotrofné baktérie existujú, prevažná väčšina je heterotrofných a živia sa látkami produkovanými inými živými bytosťami.
- Huby sú eukaryotické, heterotrofné mikroorganizmy a môžu byť jednobunkové, napríklad kvasinky, alebo mnohobunkové, ako huby.
- Riasy sú eukaryotické mikroorganizmy, fotosyntetické autotrofy a môžu byť jednobunkové alebo mnohobunkové.
- Prvoky sú eukaryotické, heterotrofné a jednobunkové mikroorganizmy.
- Vírusy sú nebunkové mikroorganizmy, ktoré nemajú svoj vlastný metabolizmus. Preto sa všetky jeho činnosti vykonávajú v rámci iného organizmu.
Životný štýl
Mikroorganizmy sú rozdelené do rôznych skupín podľa spôsobu života a môžu to byť sapróby, parazity alebo symbionty.
Saprómy
Známe ako recyklačné mikroorganizmy, sapróby rozkladajú mŕtve organické látky a komenzujú, teda udržiavajú asociácie bez zistiteľného prínosu alebo poškodenia.
- Huby a baktérie sú hlavnými mikroorganizmami, ktoré rozkladajú organické látky.
- Príklad komenzalizmu možno pozorovať v pôde medzi hubami a baktériami. Niektoré baktérie používajú glukózu, ktorá sa vyrába z degradácie celulózy hubami.
Parazity
Parazity sú mikroorganizmy, ktoré spôsobujú poškodenie živých buniek iných organizmov a môžu sa prejavovať v rôznej miere. Sú:
- Povinný parazitizmus: jeho prežitie je úplne závislé od hostiteľa;
- Viacnásobný parazitizmus: mikroorganizmus má viacerých hostiteľov;
- Voliteľný parazitizmus: môžu sa prezentovať dvoma životnými návykmi, ktoré prežijú tak v hostiteľovi (parazitujúci životný zvyk), ako aj mimo neho (voľný životný zvyk);
- Hyperparazitizmus: stav, pri ktorom sa vyvinie druhý parazit u prvého parazita;
Symbionty
Mikroorganizmy, ktoré sú spojené dlhodobo, čo môže byť prospešným vzťahom pre jednotlivcov aj nie. Tieto asociácie môžu byť vzájomné alebo antagonistické.
Mutualistická symbióza
Mutualistická symbióza je prospešný vzťah, pri ktorom dochádza k morfologickej a fyzickej interakcii medzi mikroorganizmami. Príkladom tejto asociácie, ktorá sa vyskytuje medzi hubami a riasami alebo sinicami a hubami, sú lišajníky. Aj keď riasy a sinice poskytujú hubám organické zlúčeniny, poskytujú prostredie priaznivé pre prežitie, pretože poskytujú ochranu.
Antagonistická symbióza
Antagonistická symbióza je vzťah, pri ktorom je jeden z mikroorganizmov poškodený na úkor druhého. Príkladom tejto asociácie sú huby, ktoré produkujú antibiotické látky, ktoré bránia množeniu baktérií.
Patogénne mikroorganizmy
Sú to mikroorganizmy schopné produkovať infekčné choroby u svojich hostiteľov za podmienok priaznivých pre ich prežitie a vývoj. Existujú baktérie, huby, vírusy, prvoky a riasy, ktoré patria do tejto triedy.
- Čo je pleseň a prečo je nebezpečná?
Nepatogénne mikroorganizmy
Sú to tie mikroorganizmy, ktoré sú okolo nás a zúčastňujú sa na rôznych prírodných procesoch a ktoré nespôsobujú zdravotné problémy. V niektorých prípadoch sú dokonca prospešné. Probiotiká ako Lactobacillus sú príkladom tejto triedy, pretože konzumácia týchto živých mikroorganizmov zlepšuje mikrobiálnu rovnováhu v našom gastrointestinálnom trakte.
- Čo sú to probiotické jedlá?
Záver
Mikrobiológia má veľký význam ako základná a aplikovaná veda. Základné vedy zdôrazňujú fyziologické, biochemické a molekulárne štúdie mikroorganizmov. Aplikovaná veda zameriava svoje štúdie na priemyselné procesy, procesy v oblasti potravín a chorôb alebo na kontrolu škodcov.
Napriek pokroku v mikrobiológii v posledných rokoch sa odhaduje, že iba jedno percento zo všetkých druhov mikroorganizmov na planéte bolo katalogizovaných. Aj keď sú predmetom štúdia už viac ako tri storočia, stále existuje veľa priestoru pre rozvoj tohto veľmi dôležitého odboru.
