Что такое микробиология

Основные направления микробиологии

Раз­ви­тие М. и по­треб­но­сти прак­ти­ки при­ве­ли к обо­соб­ле­нию ря­да раз­де­лов М. в са­мо­сто­ят. на­уч. дис­ци­п­ли­ны. Об­щая М. изу­ча­ет мор­фо­ло­гию, фи­зио­ло­гию, био­хи­мию, ге­не­ти­ку, сис­те­ма­ти­ку разл. групп мик­ро­ор­га­низ­мов, а так­же ис­сле­ду­ет осо­бен­но­сти рас­про­стра­не­ния мик­ро­ор­га­низ­мов в при­род­ных ме­сто­оби­та­ни­ях, их уча­стие в про­цес­сах пре­вра­ще­ния ве­ществ в при­ро­де. Ис­хо­дя из сре­ды оби­та­ния мик­ро­ор­га­низ­мов об­щая М. под­раз­де­ля­ет­ся на вод­ную, поч­вен­ную, гео­ло­ги­че­скую. Вод­ная М. изу­ча­ет со­став мик­ро­ор­га­низ­мов в при­род­ных со­лё­ных и пре­сных во­дах, их роль в био­гео­хи­мич. про­цес­сах, про­те­каю­щих в во­до­ёмах, осу­ще­ст­в­ля­ет кон­троль за ка­че­ст­вом во­ды, раз­ра­ба­ты­ва­ет мик­ро­био­ло­гич. ме­то­ды очи­ст­ки сточ­ных вод. Поч­вен­ная М. ис­сле­ду­ет со­став поч­вен­ных мик­ро­ор­га­низ­мов, их роль в поч­во­об­ра­зо­ва­нии и поч­вен­ных про­цес­сах. С поч­вен­ной М. тес­но свя­за­на сель­ско­хо­зяй­ст­вен­ная М., изу­чаю­щая зна­че­ние мик­ро­ор­га­низ­мов в по­вы­ше­нии пло­до­ро­дия поч­вы, влия­ние об­ра­бот­ки поч­вы на про­те­каю­щие в ней мик­ро­био­ло­гич. про­цес­сы. В за­да­чу с.-х. М. вхо­дит так­же изу­че­ние мик­ро­ор­га­низ­мов, вы­зы­ваю­щих за­бо­ле­ва­ния рас­те­ний, по­иск спо­со­бов борь­бы с ни­ми, раз­ра­бот­ка мик­ро­био­ло­гич. ме­то­дов, на­прав­лен­ных на борь­бу с на­се­ко­мы­ми – вре­ди­те­ля­ми с.-х. рас­те­ний и лес­ных по­род, а так­же ме­то­дов кон­сер­ви­ро­ва­ния кор­мов, пре­до­хра­не­ния уро­жая от пор­чи, вы­зы­вае­мой мик­ро­ор­га­низ­ма­ми. Гео­ло­ги­че­ская М. ис­сле­ду­ет роль мик­ро­ор­га­низ­мов в гло­баль­ном кру­го­во­ро­те ве­ществ в при­ро­де, в об­ра­зо­ва­нии и раз­ру­ше­нии за­ле­жей по­лез­ных ис­ко­пае­мых, раз­ра­ба­ты­ва­ет ме­то­ды вы­ще­ла­чи­ва­ния из руд ме­тал­лов (в т. ч. зо­ло­то, медь, гер­ма­ний, уран, оло­во) и др. ис­ко­пае­мых с по­мо­щью бак­те­рий. В кон. 20 в. в изу­че­нии мик­ро­ор­га­низ­мов гео­ло­гич. по­род сфор­ми­ро­ва­лось но­вое на­прав­ле­ние – бак­те­ри­аль­ная па­лео­нто­ло­гия, ос­но­ван­ная на изу­че­нии древ­них ока­ме­не­лых ос­тат­ков мик­ро­ор­га­низ­мов. Эти ис­сле­до­ва­ния по­зво­лят по­нять, как фор­ми­ро­ва­лись клю­че­вые био­сфер­ные ме­ха­низ­мы, по­слу­жив­шие ос­но­вой для даль­ней­ше­го раз­ви­тия жиз­ни на на­шей пла­не­те. Ме­ди­цин­ская М. изу­ча­ет в осн. эпи­де­мио­ло­гию воз­бу­ди­те­лей ин­фекц. бо­лез­ней, раз­ра­ба­ты­ва­ет ме­то­ды борь­бы с ни­ми, в ча­ст­но­сти с по­мо­щью ан­ти­мик­роб­ных пре­па­ра­тов. Эти же во­про­сы в от­но­ше­нии с.-х. и др. жи­вот­ных ре­ша­ет ве­те­ри­нар­ная М. В кур­сы мед. М. час­то вклю­ча­ют так­же тес­но свя­зан­ную с ней им­му­но­ло­гию, ко­то­рая, тем не ме­нее, яв­ля­ет­ся са­мо­сто­ят. нау­кой с собств. объ­ек­та­ми и за­да­ча­ми. Са­ни­тар­ная М. ре­ша­ет за­да­чи пре­ду­пре­ж­де­ния за­бо­ле­ва­ний с по­мо­щью кон­тро­ля ка­че­ст­ва воз­ду­ха, во­ды, поч­вы, очи­ст­ки бы­то­вых и пром. сто­ков мик­ро­био­ло­гич. ме­то­да­ми, при­ме­не­ния сте­ри­ли­за­ции и де­зин­фек­ции. Тех­ни­че­ская, или про­мыш­лен­ная, М. изу­ча­ет мик­ро­ор­га­низ­мы, ис­поль­зуе­мые в про­из­водств. био­тех­но­ло­гич. про­цес­сах с це­лью по­лу­че­ния пи­ще­вых про­дук­тов и раз­но­об­раз­ных прак­ти­че­ски важ­ных ве­ществ. До сер. 20 в. тех­нич. М. в осн. изу­ча­ла разл. ти­пы бро­же­ния, а мик­ро­ор­га­низ­мы ис­поль­зо­ва­лись пре­им. в пи­ще­вой пром-сти. В го­ды 2-й ми­ро­вой вой­ны воз­ник­ло и позд­нее пре­вра­ти­лось в мощ­ную от­расль пром-сти про­из-во ан­ти­био­ти­ков.

Совр. М. от­но­сит­ся к чис­лу наи­бо­лее бур­но раз­ви­ваю­щих­ся на­ук, что свя­за­но с ус­пе­ха­ми фи­зи­ки, хи­мии и тех­ни­ки, бла­го­да­ря ко­то­рым М. обо­га­ти­лась мно­же­ст­вом но­вых ме­то­дов ис­сле­до­ва­ния. В сер. 20 в. рез­ко по­вы­сил­ся ин­те­рес к мик­ро­ор­га­низ­мам в свя­зи с их ши­ро­ким ис­поль­зо­ва­ни­ем в нау­ке и на про­из-ве: в ка­че­ст­ве мо­дель­ных объ­ек­тов для изу­че­ния важ­ней­ших био­ло­гич. про­цес­сов (об­мен ве­ществ, на­след­ст­вен­ность, из­мен­чи­вость и др.), а так­же для по­лу­че­ния нуж­ных че­ло­ве­ку ве­ществ. С по­мо­щью мик­ро­ор­га­низ­мов по­лу­ча­ют разл. спир­ты, ами­но­кис­ло­ты, фер­мен­ты, ви­та­ми­ны, по­ли­са­ха­ри­ды, ли­пи­ды. Рез­ко воз­рос­ло их при­ме­не­ние в с. х-ве, где ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся бак­те­ри­аль­ные удоб­ре­ния, мик­ро­био­ло­гич. пре­па­ра­ты для борь­бы с вре­ди­те­ля­ми с.-х. рас­те­ний и лес­ных куль­тур. Круп­ной от­рас­лью яв­ля­ет­ся про­из-во кор­мо­вых бел­ко­во-ви­та­мин­ных кон­цен­тра­тов из био­мас­сы мик­ро­ор­га­низ­мов, вы­ра­щен­ных на де­шё­вом сы­рье (от­хо­ды с. х-ва, пе­ре­ра­бот­ки неф­ти и пр.). Раз­ви­тие тех­нич. М. при­ве­ло к по­яв­ле­нию совр. био­тех­но­ло­гии. В са­мо­сто­ят. нау­ку из М. вы­де­ли­лась ви­ру­со­ло­гия по при­чи­не свое­об­ра­зия строе­ния и раз­мно­же­ния ви­ру­сов, не­об­хо­ди­мо­сти спец. ме­то­дов для их ис­сле­до­ва­ния.

М. в той или иной сте­пе­ни свя­за­на со мно­ги­ми др. нау­ка­ми: бо­та­ни­кой, зоо­ло­ги­ей, ми­ко­ло­ги­ей, аль­го­ло­ги­ей, про­тис­то­ло­ги­ей, био­хи­ми­ей, био­фи­зи­кой, ге­не­ти­кой, мо­ле­ку­ляр­ной био­ло­ги­ей, аг­ро­хи­ми­ей, поч­во­ве­де­ни­ем, био­гео­хи­ми­ей и др. Под­го­тов­ка кад­ров мик­ро­био­ло­гов осу­ще­ст­в­ля­ет­ся на мно­гих спе­циа­ли­зир. ка­фед­рах уни­вер­си­те­тов, с.-х., пи­ще­вых, мед. и ве­те­ри­нар­ных ву­зов. Ве­ду­щее на­уч. уч­ре­ж­де­ние в об­лас­ти об­щей М. в Рос­сии – Мик­ро­био­ло­гии ин­сти­тут РАН. Ра­бо­ты по разл. раз­де­лам М. пуб­ли­ку­ют­ся во мно­гих спец. жур­на­лах, в т. ч. «Мик­ро­био­ло­гия» (с 1932), «Journal of Bacteriology» (с 1916), «Archives of Microbiology» (с 1930), «International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology» (с 1951), «Microbial Eco­logy» (с 1974), «Applied Microbiology and Biotechnology» (с 1975).

Пищевая микробиология, санитария и гигиена

Основы микробиологии, санитарии и гигиены тесно взаимосвязаны между собой и вообще едины. Ведь патогенные организмы способны распространяться гораздо быстрее и в большем объеме, когда условия санитарии и гигиены оставляют желать лучшего.

Используется в пищевой промышленности, при массовых производствах различных продуктов питания для человека.

Морфология и физиология микроорганизмов, биохимические процессы микроорганизмов

Данные о морфологии и физиологии микроорганизмов, биохимических процессах, вызываемых ими, а также влияние экологических факторов на микрофлору, развивающуюся в продуктах питания при транспортировании, хранении, реализации и переработке сырья, позволяют избежать многих проблем.

Роль микроорганизмов в процессе формирования и изменения качества пищевых продуктов и возникновения ряда заболеваний, вызываемых патогенными и условно-патогенными видами, весьма значительна, и поэтому задачей пищевой микробиологии, санитарии и гигиены является эту роль выявить и повернуть на благо человеку.

Пищевая микробиология культивирует бактерии, способные преобразовывать из нефти белки, использует микроорганизмы для разложения пищевых продуктов, для обработки многих товаров питания. Процессы брожения на основе молочно-кислых и масляно-кислых бактерий дают человечеству множество необходимых продуктов. Вирусология Совершенно отдельная и очень большая группа микроорганизмов, которая на сегодняшний день является самой малоизученной — это вирусы.

Микробиология и вирусология

Стоит отметить, что микробиология и вирусология взаимосвязанные категории микробиологической науки, которые изучают патогенные бактерии и вирусы, способные нанести тяжкий вред здоровью живых организмов.

Вирусология раздел очень обширный и сложный, поэтому заслуживает отдельного изучения. 

Видео

микробиология, методы изучения микроорганизмов

Многие используемые методы микробиологии основаны на работе с чистыми культурами, а также использовании новейших достижений техники (оптической, электронной, лазерной и так далее). Вот основные из них. Использование микроскопических технических средств. Как правило, только световые микроскопы полного результата не дают, поэтому применяются также люминесцентные, лазерные и электронные. Посевы бактерий на специальных питательных средах для выведения и культивирования абсолютно чистых колоний культур. Физиолого-биохимические методы анализа культуры микроорганизмов.

Молекулярно-биологические методы анализа. Генетические методы анализа

Возможно проследить генеалогическое древо практически каждой открытой группы микроорганизмов. Это стало возможным благодаря работам Карла Везе, который сумел расшифровать участок генома колонии бактерий. С этим открытием стало возможным построение филогенетической системы прокариот. 

Использование изложенных методов позволяет получать полную и подробную информацию о любом из вновь открывающихся или уже открытых микроорганизмов и находить им правильное применение.

Этапы микробиологии, которые она прошла в своем становлении как наука, не всегда включали такой щедрый и точный набор методов.

Самым действенным в любые времена является метод экспериментальный, именно он послужил основой для накопления знаний и умений в работе с микромиром. 

История микробиологии

Ещё в глубокой древности люди подозревали о существовании невидимых глазу живых организмов, вызывающих болезни. Так, древнегреческий учёный и медик Гиппократ высказал это предположение в одном из своих трудов. Но вплотную заняться их изучением человечество получило возможность лишь после того, как голландский оптик ван Левенгук в XVI веке создал первый микроскоп и своими глазами увидел бактерии в капле воды.

Впрочем, многие представители учёного сословия отрицали существование болезнетворных микроорганизмов в течение нескольких веков после изобретения Левенгука. Наиболее известным стал поступок врача М. Петтенкофера, который, отрицая существование холерных вибрионов, выпил культуру этих микроорганизмов на глазах у своих оппонентов и не заболел после этого холерой. Впрочем, несмотря на отчаянное сопротивление ортодоксов, микробиология развивалась, учёные накапливали материалы наблюдений и совершали открытия.

По мере роста возможностей оптики возрастали и научные знания о мире микроорганизмов. Наибольшее число фундаментальных открытий пришлось на конец XIX – начало ХХ века, когда появились работы Роберта Коха, Луи Пастера, С. Виноградского, Х. Грама, И. Мечникова и многих других учёных. Современная микробиология во многом базируется на открытиях, сделанных в тот период.

Для чего нужна микробиология?

С накоплением объёма знаний в микробиологии начали выделяться различные направления исследований. Сегодня их результаты находят применение в самых разных сферах деятельности:

• во многих отраслях медицины – для предупреждения и лечения инфекций, создания новых лекарственных препаратов и лечебных методов;
• в промышленной сфере – для синтеза различных органических и неорганических соединений, извлечения металлов из руд и т.д.;
• в сельском хозяйстве – для улучшения состава почв и синтеза органических удобрений, для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур и т.д.;
• в ветеринарии – для предупреждения и лечения заболеваний животных, создания лекарств;
• в пищевой промышленности – для разработки новых пищевых технологий, предупреждения порчи продуктов и увеличения сроков их хранения.

Микробиология – одна из наиболее бурно развивающихся сегодня наук, которая открывает грандиозные перспективы применения биотехнологий в самых разных отраслях деятельности.

Теги