Die Mikrobiologie untersucht die Identifizierung, Lebensweise, Physiologie und den Metabolismus von Mikroorganismen
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Die Mikrobiologie ist der Zweig der Biologie, der Mikroorganismen untersucht. Das Wort kommt vom griechischen Mikros , was klein bedeutet, und Bios und Logos , Wissenschaft vom Leben. So befasst sich seine Studie mit der Identifizierung, Lebensweise, Physiologie und dem Metabolismus von Mikroorganismen sowie deren Beziehung zur Umwelt und anderen Arten.
Entstehung der Mikrobiologie
Die Mikrobiologie entstand aus der Entwicklung des Mikroskops, das 1674 vom Niederländer Antony Van Leeuwenhoek erfunden wurde. Mit dieser Ausrüstung beobachtete er mikroskopische Wesen in Proben von Boden, Speichel und Kot und nannte sie "animálculos". Leeuwenhoeks Entdeckung führte zu einer wichtigen Debatte über die Ursprünge des Lebens auf der Erde.
Die Theorie der Abiogenese oder die Theorie der spontanen Erzeugung hatte Aristoteles als berühmtesten Verteidiger und galt bis zum 19. Jahrhundert als gültig. Nach dieser Theorie wäre „animálculos“ das Ergebnis der Zersetzung von Pflanzen und tierischen Geweben. Die Verteidiger dieser Schule glaubten, dass das Leben aus leblosen Gegenständen entstand.
Die Entdeckung des Mikroskops und andere Studien der Mikrobiologie ermöglichten die Entstehung der Theorie der Biogenese, die der Idee widersprach, dass Rohmaterial ein neues Wesen hervorbringen könnte. Nach dieser Theorie entstehen alle Lebewesen aus anderen vorbestehenden Lebewesen, dh bestehende "Animationen" würden zu neuen "Animationen" führen. Die auffälligsten Studien zur Erklärung dieser Theorie wurden 1668 von Francesco Redi und 1862 von Louis Pasteur durchgeführt, wobei die Theorie der Abiogenese dauerhaft verworfen wurde.
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Was sind Mikroorganismen?
Mikroorganismen, allgemein als „Keime“ und „Mikroben“ bezeichnet, sind mikroskopisch kleine Wesen, von denen viele für das bloße Auge unsichtbar sind und die eine überraschende Vielfalt an Strukturen und Lebensweisen aufweisen. Bakterien, Pilze, Protozoen, Viren und Algen gehören zum Satz der Mikroorganismen.
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Mit dieser Artenvielfalt waren Mikroorganismen die einzigen Wesen, die sich an alle Orte auf dem Planeten anpassten: Sie befinden sich in der Luft, auf dem Meeresboden, unter der Erde und sogar in uns. "In unserem Körper gibt es mehr Bakterienzellen als in menschlichen Zellen", sagt der Mikrobiologe Jacyr Pasternak vom Krankenhaus Albert Einstein in São Paulo.
Bedeutung von Mikroorganismen
Obwohl sie die kleinsten Lebensformen sind, machen Mikroorganismen den größten Teil der Biomasse der Erde aus und führen viele wesentliche chemische Reaktionen für andere Organismen durch. Darüber hinaus sind Menschen, Pflanzen und Tiere beim Recycling von Nährstoffen und beim Abbau organischer Stoffe stark von der mikrobiellen Aktivität abhängig. Daher sind Mikroorganismen äußerst wichtig für die Unterstützung und Erhaltung des Lebens.
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Mikrobiologische Bereiche
Die Mikrobiologie ist ein breites Forschungsgebiet, das die Durchführung mehrerer Forschungen ermöglicht. Die Tätigkeitsbereiche der Mikrobiologie sind: Medizinische Mikrobiologie, Pharmazeutische Mikrobiologie, Umweltmikrobiologie, Lebensmittelmikrobiologie und mikrobielle Mikrobiologie.
Medizinische Mikrobiologie
Die medizinische Mikrobiologie konzentriert sich auf pathogene Mikroorganismen. Seine Leistung bezieht sich auf die Kontrolle und Prävention von Infektionskrankheiten.
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Pharmazeutische Mikrobiologie
Die pharmazeutische Mikrobiologie konzentriert sich auf die Untersuchung von Mikroorganismen, die an der Herstellung von Arzneimitteln, insbesondere Antibiotika, beteiligt sind.
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Umweltmikrobiologie
Die Umweltmikrobiologie im Zusammenhang mit biogeochemischen Kreisläufen konzentriert sich auf die Untersuchung von Bakterien und Pilzen, die auf die Zersetzung organischer Stoffe und chemischer Substanzen in der Natur einwirken.
Lebensmittelmikrobiologie
Die Lebensmittelmikrobiologie ist Gegenstand von Studien zu Mikroorganismen, die in der Lebensmittelindustrie verwendet werden. Der Schwerpunkt liegt auf Lebensmittelsicherheit und Haltbarkeit, Verarbeitung traditioneller Produkte und Entwicklung neuer Lebensmittelprodukte mit sensorischen Eigenschaften, die für unterschiedliche Verbrauchergruppen geeignet sind.
Mikrobielle Mikrobiologie
Die mikrobielle Mikrobiologie konzentriert ihre Studien auf die genetische und molekulare Manipulation von Mikroorganismen.
Klassifizierung von Mikroorganismen
Mikroorganismen können entsprechend ihrer Eigenschaften in folgende Kategorien eingeteilt werden: Prokaryoten oder Eukaryoten, Autotrophen oder Heterotrophen sowie einzellige oder mehrzellige.
Prokaryoten oder Eukaryoten
Eukaryontische Wesen haben komplexe Strukturen, die aus inneren Membranen, dem Zytoskelett und einem Kern bestehen. Prokaryoten hingegen enthalten keine mit der Membran verbundenen Kerne und anderen Organellen.
Autotrophe oder Heterotrophe
Während autotrophe Organismen ihre eigenen Lebensmittel mit leichten oder anorganischen chemischen Reaktionen produzieren, hängen Heterotrophe von organischen Molekülen ab, die von Autotrophen hergestellt werden, um Energie zu gewinnen und ihren Atemstuhl zu vervollständigen.
Einzellig oder mehrzellig
Einzellige Organismen werden von nur einer Zelle und mehrzellige Organismen von einer Vielzahl von Zellen gebildet.
Beispiele
- Bakterien sind eukaryotische und einzellige Mikroorganismen. Obwohl autotrophe Bakterien existieren, ist die überwiegende Mehrheit heterotrop und ernährt sich von Substanzen, die von anderen Lebewesen produziert werden.
- Pilze sind eukaryotische, heterotrophe Mikroorganismen und können einzellig wie Hefen oder mehrzellig wie Pilze sein.
- Algen sind eukaryotische Mikroorganismen, photosynthetische Autotrophen und können einzellig oder mehrzellig sein.
- Protozoen sind eukaryotische, heterotrophe und einzellige Mikroorganismen.
- Viren sind azelluläre Mikroorganismen, die keinen eigenen Stoffwechsel haben. Daher werden alle seine Aktivitäten in einem anderen Organismus ausgeführt.
Lebensstil
Mikroorganismen werden je nach Lebensweise in verschiedene Gruppen eingeteilt und können Saproben, Parasiten oder Symbionten sein.
Saprobes
Saprobes, die als Recycling-Mikroorganismen bekannt sind, zersetzen tote organische Substanzen und beginnen damit, dass sie Assoziationen ohne erkennbaren Nutzen oder Schaden aufrechterhalten.
- Pilze und Bakterien sind die Hauptmikroorganismen, die organische Stoffe zersetzen.
- Ein Beispiel für Kommensalismus kann im Boden zwischen Pilzen und Bakterien beobachtet werden. Glukose, die beim Abbau von Cellulose durch Pilze entsteht, wird von einigen Bakterien verwendet.
Parasiten
Parasiten sind Mikroorganismen, die die lebenden Zellen anderer Organismen schädigen und sich in unterschiedlichem Maße manifestieren können. Sind sie:
- Obligatorischer Parasitismus: Es besteht eine vollständige Abhängigkeit vom Wirt für sein Überleben;
- Multipler Parasitismus: Der Mikroorganismus hat mehrere Wirte;
- Optionaler Parasitismus: Kann zwei Lebensgewohnheiten aufweisen, die sowohl innerhalb eines Wirts (parasitäre Lebensgewohnheit) als auch außerhalb (freie Lebensgewohnheit) überleben.
- Hyperparasitismus: Zustand, in dem sich ein zweiter Parasit in einem ersten Parasiten entwickelt;
Symbionten
Langfristig assoziierte Mikroorganismen, die für beide Individuen eine vorteilhafte Beziehung sein können oder nicht. Diese Assoziationen können wechselseitig oder antagonistisch sein.
Gegenseitige Symbiose
Mutualistische Symbiose ist eine vorteilhafte Beziehung, in der es eine morphologische und physikalische Wechselwirkung zwischen Mikroorganismen gibt. Flechten sind ein Beispiel für diese Assoziation, die zwischen Pilzen und Algen oder Cyanobakterien und Pilzen auftritt. Während Algen und Cyanobakterien Pilze mit organischen Verbindungen versorgen, bieten sie eine überlebensfördernde Umgebung, da sie Schutz bieten.
Antagonistische Symbiose
Antagonistische Symbiose ist eine Beziehung, bei der einer der Mikroorganismen zum Nachteil des anderen geschädigt wird. Ein Beispiel für diesen Zusammenhang sind Pilze, die Antibiotika produzieren, die das Wachstum von Bakterien hemmen.
Pathogene Mikroorganismen
Sie sind Mikroorganismen, die in der Lage sind, Infektionskrankheiten in ihren Wirten unter Bedingungen zu produzieren, die für ihr Überleben und ihre Entwicklung günstig sind. Es gibt Bakterien, Pilze, Viren, Protozoen und Algen, die in diese Klasse fallen.
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Nicht pathogene Mikroorganismen
Es sind jene Mikroorganismen, die um uns herum an verschiedenen Naturprozessen beteiligt sind und keine gesundheitlichen Probleme verursachen. In einigen Fällen sind sie sogar vorteilhaft. Probiotika wie Lactobacillus sind ein Beispiel für diese Klasse, da der Verzehr dieser lebenden Mikroorganismen das mikrobielle Gleichgewicht in unserem Magen-Darm-Trakt verbessert.
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Fazit
Die Mikrobiologie ist als Grundlagen- und angewandte Wissenschaft von großer Bedeutung. Die Grundlagenforschung beleuchtet physiologische, biochemische und molekulare Untersuchungen von Mikroorganismen. Die angewandte Wissenschaft konzentriert ihre Studien auf Industrie-, Lebensmittel- und Krankheits- oder Schädlingsbekämpfungsprozesse.
Trotz der Fortschritte in der Mikrobiologie in den letzten Jahren wurde geschätzt, dass nur ein Prozent aller Arten von Mikroorganismen auf dem Planeten katalogisiert wurden. Obwohl sie seit mehr als drei Jahrhunderten Gegenstand von Studien sind, gibt es noch viel Raum für die Entwicklung dieses sehr wichtigen Feldes.
