Mikroorganism
| Del av en serie om |
| Biology |
|---|
|
En mikroorganism , eller mikrob , är en organism av mikroskopisk storlek, som kan existera i sin encelliga form eller som en koloni av celler .
Den möjliga existensen av osynligt mikrobiellt liv misstänktes från urminnes tider, såsom i Jain-skrifter från 600-talet f.Kr. Indien. Den vetenskapliga studien av mikroorganismer började med deras observation under mikroskop på 1670-talet av Anton van Leeuwenhoek . På 1850-talet Louis Pasteur att mikroorganismer orsakade matförstöring , vilket avslöjade teorin om spontan generering . På 1880-talet Robert Koch att mikroorganismer orsakade sjukdomarna tuberkulos , kolera , difteri och mjältbrand .
Eftersom mikroorganismer inkluderar de flesta encelliga organismer från livets alla tre domäner kan de vara extremt olika. Två av de tre domänerna, Archaea och Bacteria , innehåller bara mikroorganismer. Den tredje domänen Eukaryota inkluderar alla flercelliga organismer såväl som många encelliga protister och protozoer som är mikrober. Vissa protister är släkt med djur och andra till gröna växter . Det finns också många flercelliga organismer som är mikroskopiska, nämligen mikrodjur , vissa svampar och vissa alger , men dessa anses i allmänhet inte vara mikroorganismer. [ ytterligare förklaring behövs ]
Mikroorganismer kan ha väldigt olika livsmiljöer och lever överallt från polerna till ekvatorn , öknar , gejsrar , klippor och djuphavet . Vissa är anpassade till extremer som mycket varma eller mycket kalla förhållanden , andra till högt tryck , och några, som Deinococcus radiodurans , till miljöer med hög strålning . Mikroorganismer utgör också den mikrobiota som finns i och på alla flercelliga organismer. Det finns bevis för att 3,45 miljarder år gamla australiska stenar en gång innehöll mikroorganismer, det tidigaste direkta beviset på liv på jorden.
Mikrober är viktiga i mänsklig kultur och hälsa på många sätt, som tjänar till att jäsa livsmedel och behandla avloppsvatten och för att producera bränsle , enzymer och andra bioaktiva föreningar . Mikrober är viktiga verktyg inom biologin som modellorganismer och har använts i biologisk krigföring och bioterrorism . Mikrober är en viktig komponent i bördig jord . I människokroppen utgör mikroorganismer den mänskliga mikrobiotan , inklusive den väsentliga tarmfloran . De patogener som är ansvariga för många infektionssjukdomar är mikrober och är som sådana målet för hygienåtgärder .
Upptäckt
._Natuurkundige_te_Delft_Rijksmuseum_SK-A-957.jpeg)
Gamla föregångare
Den möjliga existensen av mikroskopiska organismer diskuterades i många århundraden innan de upptäcktes på 1600-talet. Vid det sjätte århundradet f.Kr., jainerna i dagens Indien existensen av små organismer som kallas nigodas . Dessa nigodas sägs vara födda i kluster; de lever överallt, inklusive kroppar av växter, djur och människor; och deras liv varar bara i en bråkdel av en sekund. Enligt Jainledaren Mahavira förstör människorna dessa nigoder i stor skala när de äter, andas, sitter och rör sig. Många moderna Jains hävdar att Mahaviras läror förebådar existensen av mikroorganismer som upptäckts av modern vetenskap.
Det tidigaste omnämnandet av mikroorganismer finns i hinduiska skrifter som Atharvaveda , sammanställd 1200 f.Kr.-1000 f.Kr., där Rishi Kanva refererar till mikroberna som Kirmis. Han, tillsammans med sina ättlingar Yamadagnni och Agasti, komponerade mantrasuktas som lyfter fram mikrobiella infektioner och möjliga sätt att bota dem.
Rishi Agastya komponerade ett mantra i Rig Veda som hänvisar till två typer av skadliga varelser för ens kropp. De första är synliga och andra är så små att de är osynliga för blotta ögonen.
Shanti Parva av Ved Vyas Mahabharata nämner organismer som är så små att de inte kan ses med blotta ögon utan bara antas.
Det finns många varelser som är så små att deras existens bara kan antas. Enbart med bristande ögonlock förstörs de.
Den tidigaste kända idén för att indikera möjligheten att sjukdomar sprids av ännu osynliga organismer var den romerske forskaren Marcus Terentius Varro i en bok från första århundradet f.Kr. med titeln On Agriculture där han kallade de osynliga varelserna animalcules , och varnar för att lokalisera ett hem i närheten av ett träsk:
... och för att det föds upp vissa små varelser som inte kan ses av ögonen, som svävar i luften och kommer in i kroppen genom mun och näsa och de orsakar allvarliga sjukdomar.
I The Canon of Medicine (1020) föreslog Avicenna att tuberkulos och andra sjukdomar kan vara smittsamma.
Tidig modern
Akshamsaddin (turkisk vetenskapsman) nämnde mikroben i sitt verk Maddat ul-Hayat (Livets material) ungefär två århundraden före Antonie van Leeuwenhoeks upptäckt genom experiment:
Det är felaktigt att anta att sjukdomar dyker upp en efter en hos människor. Sjukdomen infekterar genom att spridas från en person till en annan. Denna infektion sker genom frön som är så små att de inte kan ses men är vid liv.
1546 föreslog Girolamo Fracastoro att epidemiska sjukdomar orsakades av överförbara fröliknande enheter som kunde överföra infektion genom direkt eller indirekt kontakt, eller till och med utan kontakt över långa avstånd .
Antonie van Leeuwenhoek anses vara en av mikrobiologins fäder . Han var den första 1673 att upptäcka och genomföra vetenskapliga experiment med mikroorganismer, med enkla enkellinsmikroskop av hans egen design. Robert Hooke , en samtida med Leeuwenhoek, använde också mikroskopi för att observera mikrobiellt liv i form av mögelsvamparnas fruktkroppar . I sin bok Micrographia från 1665 gjorde han teckningar av studier, och han myntade termen cell .
1800-talet
Louis Pasteur (1822–1895) exponerade kokta buljonger för luften, i kärl som innehöll ett filter för att förhindra partiklar från att passera igenom till odlingsmediet, och även i kärl utan filter, men med luft som släpptes in via ett krökt rör så att damm partiklar skulle sedimentera och inte komma i kontakt med buljongen. Genom att koka buljongen i förväg säkerställde Pasteur att inga mikroorganismer överlevde i buljongen i början av hans experiment. Ingenting växte i buljongerna under Pasteurs experiment. Detta innebar att de levande organismerna som växte i sådana buljonger kom utifrån, som sporer på damm, snarare än spontant genererade i buljongen. Således tillbakavisade Pasteur teorin om spontan generering och stödde groddteorin om sjukdomar .
1876 slog Robert Koch (1843–1910) fast att mikroorganismer kan orsaka sjukdomar. Han fann att blodet från nötkreatur som var infekterat med mjältbrand alltid hade ett stort antal av Bacillus anthracis . Koch fann att han kunde överföra mjältbrand från ett djur till ett annat genom att ta ett litet blodprov från det infekterade djuret och injicera det i ett friskt, och detta gjorde att det friska djuret blev sjukt. Han fann också att han kunde odla bakterierna i en näringsbuljong, sedan injicera den i ett friskt djur och orsaka sjukdom. Baserat på dessa experiment, tog han fram kriterier för att fastställa ett orsakssamband mellan en mikroorganism och en sjukdom och dessa är nu kända som Kochs postulat . Även om dessa postulat inte kan tillämpas i alla fall, behåller de historisk betydelse för utvecklingen av vetenskapligt tänkande och används fortfarande idag.
Upptäckten av mikroorganismer som Euglena som inte passade in i vare sig djur- eller växtriket , eftersom de var fotosyntetiska som växter, men rörliga som djur, ledde till namngivningen av ett tredje rike på 1860-talet. År 1860 John Hogg detta för Protoctista, och 1866 kallade Ernst Haeckel det för Protista .
Pasteur och Kochs arbete återspeglade inte den verkliga mångfalden i den mikrobiella världen på grund av deras exklusiva fokus på mikroorganismer som har direkt medicinsk relevans. Det var inte förrän Martinus Beijerincks och Sergei Winogradskys arbete sent på artonhundratalet som mikrobiologins verkliga bredd avslöjades. Beijerinck gjorde två viktiga bidrag till mikrobiologin: upptäckten av virus och utvecklingen av anrikningsodlingstekniker . Medan hans arbete med tobaksmosaikvirus etablerade de grundläggande principerna för virologi, var det hans utveckling av anrikningsodling som hade den mest omedelbara inverkan på mikrobiologin genom att tillåta odling av ett brett spektrum av mikrober med mycket olika fysiologi. Winogradsky var den första som utvecklade konceptet kemolitotrofi och att därigenom avslöja den viktiga roll som mikroorganismer spelar i geokemiska processer. Han var ansvarig för den första isoleringen och beskrivningen av både nitrifierande och kvävefixerande bakterier . Den fransk-kanadensiske mikrobiologen Felix d'Herelle var med och upptäckte bakteriofager och var en av de tidigaste använda mikrobiologerna.
Klassificering och struktur
Mikroorganismer kan hittas nästan var som helst på jorden . Bakterier och archaea är nästan alltid mikroskopiska, medan ett antal eukaryoter också är mikroskopiska, inklusive de flesta protister , vissa svampar , såväl som vissa mikrodjur och växter. Virus betraktas allmänt som inte levande och anses därför inte vara mikroorganismer, även om ett underområde av mikrobiologi är virologi , studien av virus.
Evolution
Encelliga mikroorganismer var de första livsformerna som utvecklades på jorden, för cirka 3,5 miljarder år sedan. Den fortsatta utvecklingen var långsam, och under cirka 3 miljarder år under den prekambriska eonen (mycket av livets historia på jorden ) var alla organismer mikroorganismer. Bakterier, alger och svampar har identifierats i bärnsten som är 220 miljoner år gammal, vilket visar att mikroorganismernas morfologi har förändrats lite sedan åtminstone triasperioden . Den nyupptäckta biologiska rollen som nickel spelar – särskilt den som orsakats av vulkanutbrott från Sibiriska fällorna – kan ha accelererat utvecklingen av metanogener mot slutet av Perm-Trias-utrotningen .
Mikroorganismer tenderar att ha en relativt snabb evolution. De flesta mikroorganismer kan fortplanta sig snabbt, och bakterier kan också fritt utbyta gener genom konjugation , transformation och transduktion , även mellan vitt skilda arter. Denna horisontella genöverföring , i kombination med en hög mutationshastighet och andra metoder för transformation, tillåter mikroorganismer att snabbt utvecklas (via naturligt urval ) för att överleva i nya miljöer och svara på miljöpåfrestningar . Denna snabba utveckling är viktig inom medicinen, eftersom den har lett till utvecklingen av multiresistenta patogena bakterier , superbugs , som är resistenta mot antibiotika .
En möjlig övergångsform av mikroorganism mellan en prokaryot och en eukaryot upptäcktes 2012 av japanska forskare. Parakaryon myojinensis är en unik mikroorganism som är större än en typisk prokaryot, men med kärnmaterial inneslutet i ett membran som i en eukaryot, och närvaron av endosymbionter. Detta ses vara den första rimliga evolutionära formen av mikroorganism, som visar ett utvecklingsstadium från prokaryot till eukaryot.
Archaea
Archaea är prokaryota encelliga organismer och utgör den första livsdomänen i Carl Woeses tredomänsystem . En prokaryot definieras som att den inte har någon cellkärna eller annan membranbunden organell . Archaea delar denna definierande egenskap med bakterierna som de en gång grupperades med. 1990 föreslog mikrobiologen Woese det tredomänsystem som delade upp levande varelser i bakterier, arkéer och eukaryoter och därigenom delade prokaryotdomänen.
Archaea skiljer sig från bakterier i både sin genetik och biokemi. Till exempel, medan bakteriecellsmembran är gjorda av fosfoglycerider med esterbindningar , är arkeiska membran gjorda av eterlipider . Archaea beskrevs ursprungligen som extremofiler som lever i extrema miljöer , såsom varma källor , men har sedan dess hittats i alla typer av livsmiljöer . Först nu börjar forskare inse hur vanliga arkéer är i miljön, där Thermoproteota (tidigare Crenarchaeota) är den vanligaste livsformen i havet, och dominerar ekosystem under 150 m djup. Dessa organismer är också vanliga i jord och spelar en viktig roll i ammoniakoxidation .
De kombinerade domänerna av arkéer och bakterier utgör den mest mångsidiga och rikligaste gruppen av organismer på jorden och lever i praktiskt taget alla miljöer där temperaturen är under +140 °C. De finns i vatten , jord , luft , som mikrobiomen av en organism, varma källor och till och med djupt under jordskorpan i stenar . Antalet prokaryoter uppskattas till cirka fem nonmiljoner, eller 5 × 10 30 , vilket motsvarar minst hälften av biomassan på jorden.
Prokaryoternas biologiska mångfald är okänd, men kan vara mycket stor. En uppskattning från maj 2016, baserad på lagar för skalning från känt antal arter mot organismens storlek, ger en uppskattning av kanske 1 biljon arter på planeten, av vilka de flesta skulle vara mikroorganismer. För närvarande har endast en tusendel av en procent av det totala antalet beskrivits. Arkaelceller av vissa arter aggregerar och överför DNA från en cell till en annan genom direkt kontakt, särskilt under stressiga miljöförhållanden som orsakar DNA-skador .
Bakterie
Bakterier som archaea är prokaryota - encelliga och har ingen cellkärna eller annan membranbunden organell. Bakterier är mikroskopiska, med några få extremt sällsynta undantag, såsom Thiomargarita namibiensis . Bakterier fungerar och förökar sig som individuella celler, men de kan ofta aggregera i flercelliga kolonier . Vissa arter som myxobakterier kan aggregera till komplexa svärmande strukturer, fungera som flercelliga grupper som en del av deras livscykel , eller bilda kluster i bakteriekolonier som E.coli .
Deras genom är vanligtvis en cirkulär bakteriell kromosom – en enda DNA- ögla , även om de också kan hysa små bitar av DNA som kallas plasmider . Dessa plasmider kan överföras mellan celler genom bakteriell konjugering . Bakterier har en omslutande cellvägg som ger styrka och styvhet till deras celler. De förökar sig genom binär klyvning eller ibland genom knoppning , men genomgår inte meiotisk sexuell reproduktion . Men många bakteriearter kan överföra DNA mellan enskilda celler genom en horisontell genöverföringsprocess som kallas naturlig transformation . Vissa arter bildar utomordentligt motståndskraftiga sporer , men för bakterier är detta en mekanism för överlevnad, inte reproduktion. Under optimala förhållanden kan bakterier växa extremt snabbt och deras antal kan fördubblas så snabbt som var 20:e minut.
Eukaryoter
De flesta levande varelser som är synliga för blotta ögat i sin vuxna form är eukaryoter , inklusive människor . Men många eukaryoter är också mikroorganismer. Till skillnad från bakterier och arkéer innehåller eukaryoter organeller som cellkärnan , Golgi-apparaten och mitokondrier i sina celler . Kärnan är en organell som hyser det DNA som utgör en cells genom. DNA (deoxiribonukleinsyra) i sig är ordnat i komplexa kromosomer . Mitokondrier är organeller som är avgörande för ämnesomsättningen eftersom de är platsen för citronsyracykeln och oxidativ fosforylering . De utvecklades från symbiotiska bakterier och behåller ett kvarlevande genom. Liksom bakterier har växtceller cellväggar och innehåller organeller som kloroplaster förutom organellerna i andra eukaryoter. Kloroplaster producerar energi från ljus genom fotosyntes och var också ursprungligen symbiotiska bakterier .
Encelliga eukaryoter består av en enda cell under hela sin livscykel. Denna kvalifikation är betydande eftersom de flesta flercelliga eukaryoter består av en enda cell som kallas en zygot endast i början av sin livscykel. Mikrobiella eukaryoter kan vara antingen haploida eller diploida , och vissa organismer har flera cellkärnor .
Encelliga eukaryoter reproducerar vanligtvis asexuellt genom mitos under gynnsamma förhållanden. Men under stressiga förhållanden som näringsbegränsningar och andra tillstånd associerade med DNA-skador, tenderar de att reproducera sig sexuellt genom meios och syngami .
Protister
_(cropped).jpg)
Av eukaryota grupper är protisterna oftast encelliga och mikroskopiska. Detta är en mycket mångfaldig grupp av organismer som inte är lätta att klassificera. Flera algerter är flercelliga protister, och slemmögel har unika livscykler som involverar växling mellan encelliga, koloniala och flercelliga former . Antalet arter av protister är okänt eftersom endast en liten andel har identifierats. Protisternas mångfald är hög i hav, djupa havsöppningar, flodsediment och en sur flod, vilket tyder på att många eukaryota mikrobiella samhällen ännu kan upptäckas.
Svampar
Svamparna har flera encelliga arter, som bagerijäst ( Saccharomyces cerevisiae ) och fissionsjäst ( Schizosaccharomyces pombe) . Vissa svampar, såsom den patogena jästen Candida albicans , kan genomgå fenotypisk omkoppling och växa som enstaka celler i vissa miljöer, och trådformiga hyfer i andra.
Växter
Grönalgerna är en stor grupp fotosyntetiska eukaryoter som inkluderar många mikroskopiska organismer . Även om vissa gröna alger klassificeras som protister , klassificeras andra som charophyta med embryofytväxter , som är den mest bekanta gruppen av landväxter. Alger kan växa som enstaka celler eller i långa cellkedjor. De gröna algerna inkluderar encelliga och koloniala flagellater , vanligtvis men inte alltid med två flageller per cell, såväl som olika koloniala, coccoid- och filamentösa former. I Charales , som är de alger som är närmast besläktade med högre växter, differentieras celler till flera distinkta vävnader i organismen. Det finns cirka 6000 arter av grönalger.
Ekologi
Mikroorganismer finns i nästan varje livsmiljö som är närvarande i naturen, inklusive fientliga miljöer som nord- och sydpolen , öknar , gejsrar och klippor . De inkluderar också alla marina mikroorganismer i haven och djuphavet . Vissa typer av mikroorganismer har anpassat sig till extrema miljöer och ihållande kolonier; dessa organismer är kända som extremofiler . Extremofiler har isolerats från stenar så mycket som 7 kilometer under jordens yta, och det har föreslagits att mängden organismer som lever under jordens yta är jämförbar med mängden liv på eller över ytan. Extremofiler har varit kända för att överleva under en längre tid i ett vakuum och kan vara mycket resistenta mot strålning , vilket till och med kan tillåta dem att överleva i rymden. Många typer av mikroorganismer har intima symbiotiska relationer med andra större organismer; av vilka några är ömsesidigt fördelaktiga ( mutualism ), medan andra kan vara skadliga för värdorganismen ( parasitism ). Om mikroorganismer kan orsaka sjukdomar i en värd kallas de patogener och kallas ibland för mikrober . Mikroorganismer spelar en avgörande roll i jordens biogeokemiska cykler eftersom de är ansvariga för nedbrytning och kvävefixering .
Bakterier använder regulatoriska nätverk som gör att de kan anpassa sig till nästan alla miljönischer på jorden. Ett nätverk av interaktioner mellan olika typer av molekyler inklusive DNA, RNA, proteiner och metaboliter, används av bakterierna för att uppnå reglering av genuttryck . Hos bakterier är den huvudsakliga funktionen för regulatoriska nätverk att kontrollera reaktionen på miljöförändringar, till exempel näringsstatus och miljöstress. En komplex organisation av nätverk tillåter mikroorganismen att koordinera och integrera flera miljösignaler.
Extremofiler
Extremofiler är mikroorganismer som har anpassat sig så att de kan överleva och till och med frodas i extrema miljöer som normalt är dödliga för de flesta livsformer. Termofiler och hypertermofiler trivs i höga temperaturer . Psykrofiler trivs i extremt låga temperaturer. – Temperaturer så höga som 130 °C (266 °F), så låga som -17 °C (1 °F) Halofiler som Halobacterium salinarum (en arké) trivs under höga saltförhållanden , upp till mättnad. Alkalifiler trivs i ett alkaliskt pH på cirka 8,5–11. Acidofiler kan frodas i ett pH på 2,0 eller lägre. Piezofiler trivs vid mycket höga tryck : upp till 1 000–2 000 atm , ner till 0 atm som i ett rymdvakuum . Ett fåtal extremofiler som Deinococcus radiodurans är strålningsresistenta och motstår strålningsexponering på upp till 5k Gy . Extremofiler är betydelsefulla på olika sätt. De förlänger liv på jorden in i mycket av jordens hydrosfär , skorpa och atmosfär , deras specifika evolutionära anpassningsmekanismer till deras extrema miljö kan utnyttjas inom bioteknik , och deras existens under sådana extrema förhållanden ökar potentialen för utomjordiskt liv .
Växter och jord
Kvävets kretslopp i mark beror på fixeringen av atmosfäriskt kväve . Detta uppnås av ett antal diazotrofer . Ett sätt detta kan inträffa är i rotknölarna hos baljväxter som innehåller symbiotiska bakterier av släktena Rhizobium , Mesorhizobium , Sinorhizobium , Bradyrhizobium och Azorhizobium .
rötter skapar en smal region som kallas rhizosfären som stöder många mikroorganismer som kallas rotmikrobiomet .
Dessa mikroorganismer i rotmikrobiomet kan interagera med varandra och omgivande växter genom signaler och signaler. Till exempel mykorrhizasvampar kommunicera med rotsystemen hos många växter genom kemiska signaler mellan både växten och svamparna . Detta resulterar i en ömsesidig symbios mellan de två. Dessa signaler kan dock avlyssnas av andra mikroorganismer, såsom jordbakterien , Myxococcus xanthus , som jagar andra bakterier. Avlyssning, eller avlyssning av signaler från oavsiktliga mottagare, såsom växter och mikroorganismer, kan leda till storskaliga, evolutionära konsekvenser. Till exempel kan signaler-mottagare-par, som växt-mikroorganismpar, förlora förmågan att kommunicera med närliggande populationer på grund av variationen i avlyssnare. Vid anpassning för att undvika lokala avlyssnare kan signaldivergens uppstå och därmed leda till isolering av växter och mikroorganismer från oförmågan att kommunicera med andra populationer.
Symbios
En lav är en symbios av en makroskopisk svamp med fotosyntetiska mikrobiella alger eller cyanobakterier .
Ansökningar
Mikroorganismer är användbara för att producera livsmedel, behandla avloppsvatten, skapa biobränslen och ett brett utbud av kemikalier och enzymer. De är ovärderliga i forskningen som modellorganismer . De har beväpnas och ibland använts i krigföring och bioterrorism . De är viktiga för jordbruket genom sina roller för att upprätthålla markens bördighet och för att bryta ner organiskt material.
Matproduktion
Mikroorganismer används i en jäsningsprocess för att göra yoghurt , ost , ostmassa , kefir , ayran , xynogala och andra typer av mat. Fermentationskulturer ger smak och arom, och hämmar oönskade organismer. De används för att jäsa bröd och för att omvandla socker till alkohol i vin och öl . Mikroorganismer används i bryggning , vinframställning , bakning , betning och andra livsmedelstillverkningsprocesser .
Vissa industriella användningar av mikroorganismer:
| Produkt | Bidrag av mikroorganismer |
|---|---|
| Ost | Tillväxt av mikroorganismer bidrar till mognad och smak. Smaken och utseendet hos en viss ost beror till stor del på de mikroorganismer som är förknippade med den. Lactobacillus Bulgaricus är en av de mikrober som används vid produktion av mejeriprodukter |
| Alkoholhaltiga drycker | jäst används för att omvandla socker, druvjuice eller maltbehandlat spannmål till alkohol. andra mikroorganismer kan också användas; en form omvandlar stärkelse till socker för att göra det japanska risvinet, sake. Acetobacter Aceti en sorts bakterie som används vid produktion av alkoholhaltiga drycker |
| Vinäger | Vissa bakterier används för att omvandla alkohol till ättiksyra, vilket ger vinäger dess sura smak. Acetobacter Aceti används vid produktion av vinäger, vilket ger vinägerdoft av alkohol och alkoholsmak |
| Citronsyra | Vissa svampar används för att göra citronsyra, en vanlig ingrediens i läsk och andra livsmedel. |
| Vitaminer | Mikroorganismer används för att göra vitaminer, inklusive C, B 2 , B 12. |
| Antibiotika | Med bara några få undantag används mikroorganismer för att tillverka antibiotika. Penicillin , Amoxicillin , Tetracyklin och Erytromycin |
Vattenbehandling
Dessa är för sin förmåga att rena vatten som är förorenat med organiskt material beroende av mikroorganismer som kan andas in lösta ämnen. Andningen kan vara aerob, med en välsyresatt filterbädd som ett långsamt sandfilter . Anaerob nedbrytning av metanogener genererar användbar metangas som en biprodukt.
Energi
Mikroorganismer används vid jäsning för att producera etanol och i biogasreaktorer för att producera metan . Forskare forskar om användningen av alger för att producera flytande bränslen och bakterier för att omvandla olika former av jordbruks- och stadsavfall till användbara bränslen .
Kemikalier, enzymer
Mikroorganismer används för att producera många kommersiella och industriella kemikalier, enzymer och andra bioaktiva molekyler. Organiska syror som produceras i stor industriell skala genom mikrobiell jäsning inkluderar ättiksyra som produceras av ättiksyrabakterier som Acetobacter aceti , smörsyra tillverkad av bakterien Clostridium butyricum , mjölksyra som tillverkas av Lactobacillus och andra mjölksyrabakterier och citronsyra som produceras av mögelsvamp Aspergillus niger .
Mikroorganismer används för att framställa bioaktiva molekyler som Streptokinas från bakterien Streptococcus , Cyclosporin A från ascomycete-svampen Tolypocladium inflatum och statiner som produceras av jästen Monascus purpureus .
Vetenskap
Mikroorganismer är viktiga verktyg inom bioteknik , biokemi , genetik och molekylärbiologi . Jästsvamparna Saccharomyces cerevisiae och Schizosaccharomyces pombe är viktiga modellorganismer inom vetenskapen, eftersom de är enkla eukaryoter som kan odlas snabbt i stora mängder och är lätta att manipulera . De är särskilt värdefulla inom genetik , genomik och proteomik . Mikroorganismer kan utnyttjas för användningar som att skapa steroider och behandla hudsjukdomar. Forskare överväger också att använda mikroorganismer för levande bränsleceller och som en lösning för föroreningar.
Krigföring
På medeltiden , som ett tidigt exempel på biologisk krigföring , kastades sjuka lik in i slott under belägringar med katapulter eller andra belägringsmotorer . Individer nära liken exponerades för patogenen och skulle sannolikt sprida den patogenen till andra.
I modern tid har bioterrorism inkluderat Rajneeshee bioterrorattacken 1984 och 1993 års frisättning av mjältbrand av Aum Shinrikyo i Tokyo.
Jord
Mikrober kan göra näringsämnen och mineraler i jorden tillgängliga för växter, producera hormoner som stimulerar tillväxt, stimulerar växternas immunförsvar och utlöser eller dämpar stressreaktioner. I allmänhet resulterar en mer varierad uppsättning markmikrober i färre växtsjukdomar och högre avkastning.
Mänsklig hälsa
Människans tarmflora
Mikroorganismer kan bilda ett endosymbiotiskt förhållande med andra, större organismer. Till exempel mikrobiell symbios en avgörande roll i immunförsvaret. Mikroorganismerna som utgör tarmfloran i mag-tarmkanalen bidrar till tarmens immunitet, syntetiserar vitaminer som folsyra och biotin och fermenterar komplexa svårsmältbara kolhydrater . Vissa mikroorganismer som anses vara nyttiga för hälsan kallas probiotika och finns tillgängliga som kosttillskott eller livsmedelstillsatser .
Sjukdom
Mikroorganismer är de orsakande agens ( patogener ) i många infektionssjukdomar . De inblandade organismerna inkluderar patogena bakterier som orsakar sjukdomar som pest , tuberkulos och mjältbrand ; protozoparasiter som orsakar sjukdomar som malaria , sömnsjuka , dysenteri och toxoplasmos ; och även svampar som orsakar sjukdomar som ringorm , candidiasis eller histoplasmos . Men andra sjukdomar som influensa , gula febern eller AIDS orsakas av patogena virus , som vanligtvis inte klassificeras som levande organismer och därför inte är mikroorganismer enligt den strikta definitionen. Inga tydliga exempel på arkeiska patogener är kända, även om ett samband har föreslagits mellan förekomsten av vissa arkeiska metanogener och mänsklig periodontal sjukdom . Många mikrobiella patogener är kapabla till sexuella processer som verkar underlätta deras överlevnad i deras infekterade värd.
Hygien
Hygien är en uppsättning metoder för att undvika infektion eller förstöring av mat genom att eliminera mikroorganismer från omgivningen. Eftersom mikroorganismer, i synnerhet bakterier , finns praktiskt taget överallt, kan skadliga mikroorganismer reduceras till acceptabla nivåer snarare än att faktiskt elimineras. Vid beredning av mat reduceras mikroorganismer genom konserveringsmetoder som matlagning, städning av redskap, korta lagringsperioder eller genom låga temperaturer. Om fullständig sterilitet behövs, som med kirurgisk utrustning, används en autoklav för att döda mikroorganismer med värme och tryck.
I fiktion
- Osmosis Jones , en film från 2001, och dess show Ozzy & Drix , som utspelar sig i en stiliserad version av människokroppen, innehöll antropomorfa mikroorganismer.
- War of the Worlds (film från 2005) , när främmande livsformer försöker erövra jorden, besegras de till slut av en gemensam mikrob som människor är immuna mot.
Se även
- Katalog över livet
- Impedansmikrobiologi
- Mikrobiell biogeografi
- Mikrobiell intelligens
- Mikrobiologisk kultur
- Mikrobivori , ett ätbeteende hos vissa djur som livnär sig på levande mikrober
- Nanobakterie
- Nylonätande bakterier
- petriskål
- Färgning
Anteckningar
externa länkar
- Microbes.info är en mikrobiologiinformationsportal som innehåller en stor samling resurser inklusive artiklar, nyheter, vanliga frågor och länkar som hänför sig till området mikrobiologi.
- Our Microbial Planet En gratis affisch från National Academy of Sciences om mikroorganismernas positiva roller.
- "Uncharted Microbial World: Microbes and their Activities in the Environment" Rapport från American Academy of Microbiology
- Understanding Our Microbial Planet: The New Science of Metagenomics Ett 20-sidigt utbildningshäfte som ger en grundläggande översikt över metagenomics och vår mikrobiella planet.
- Livets träd eukaryoter
- Microbe News från Genome News Network
- för medicinsk mikrobiologi online
- Genom mikroskopet: En titt på allt som är litet On-line mikrobiologilärobok av Timothy Paustian och Gary Roberts, University of Wisconsin–Madison
- på YouTube
- Metanspytande mikrob skyldig i värsta massutrotningen. CBCNews
| Grupper |  |
|
|---|---|---|
| Mikrobiologi | ||
| Rörelse | ||
| Ekologi | ||
| Växter | ||
| Marin | ||
| Människorelaterade | ||
| Tekniker | ||
| Övrig | ||
Medicinsk mikrobiologi |
|||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Biokemi och ekologi |
|
||||||
| Form | |||||||
| Strukturera |
|
||||||
|
Taxonomi och evolution |
|
||||||
| Gren | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Strukturera |
|
||||
| Tillväxtmönster | |||||
| Lista | |||||
| Komponenter |  |
|
|---|---|---|
| Viral livscykel | ||
| Genetik | ||
| Av värd | ||
| Övrig | ||
| Myndighetskontroll : Nationella bibliotek |
|---|
