Mikroorganizmai: apibrėžimas, tipai ir jų reikšmė gamtai
Sužinokite apie mikroorganizmus: jų tipai, ekologinė reikšmė ir poveikis gamtai — nuo maisto skaidymo ir azoto fiksacijos iki ligų sukėlimo.
Mikroorganizmas arba mikrobas – tai mikroskopinis organizmas, t. y. toks mažas, kad žmogus negali jo pamatyti plika akimi. Mikroorganizmų tyrinėjimas vadinamas mikrobiologija. Jie apima labai įvairias gyvybės formas, kurių dydis, sandara ir gyvenimo būdai gali būti labai skirtingi.
Pagrindinės grupės
Mikroorganizmams priskiriamos bakterijos, grybai, archėjos, protistai ir virusai, kurios yra vienos iš pirmųjų žinomų gyvybės formų. Bakterijos, archėjos, grybai ir protistai gali gyventi laisvai arba būti parazituojantys; tuo tarpu virusai visada yra parazitiniai, nes jie dauginasi tik gyvų organizmų viduje.
Sandara ir dydis
Dauguma mikroorganizmų yra vienaląsčiai organizmai, turintys tik vieną ląstelę, tačiau kai kurie vienaląsčiai protistai yra tinkami pamatyti plika akimi, o kai kurios daugialąsčių rūšys yra mikroskopinės. Dydžiai svyruoja nuo virusų (kelios dešimtys nanometrų) iki bakterijų ir vienaląsčių (mikrometrų skalė) bei didesnių mikroskopinių grybų ar protistų. Mikroorganizmams stebėti naudojami įvairūs mikroskopai: šviesos, fluorescenciniai ir elektroniniai.
Reprodukcinės ir medžiagų apykaitos ypatybės
Skirtingos grupės turi skirtingas dauginimosi strategijas:
- Bakterijos ir archėjos daugėja paprastai dalijimosi (binariško dalijimosi) būdu; jos taip pat gali keistis genetine medžiaga horizontalaus perdavimo būdais.
- Grybai dauginasi per sporų formavimąsi ir gali turėti sudėtingus dauginimosi ciklus, apimančius tiek aseksualų, tiek seksualų etapą.
- Protistai rodo didelį įvairovės laipsnį: kai kurie dauginasi neseksualiai, kiti turi sudėtingus gyvavimo ciklus su seksualiniais etapais.
- Virusai neturi savos medžiagų apykaitos — jie patekę į šeimininko ląstelę nukreipia jos sistemas virusiniam genomui atgaminti.
Buveinės ir ekstremofilai
Mikroorganizmai gyvena beveik visur Žemėje, kur yra skysto vandens, įskaitant karštąsias versmes ir vandenynų dugną, taip pat giliai Žemės plutoje esančias uolienas. Tokiose buveinėse gyvena ekstremofilai — mikroorganizmai, pritaikyti prie aukštos temperatūros, didelio slėgio, ekstremalaus rūgštingumo ar druskingumo. Taip pat mikroorganizmai randami dirvožemyje, ore, augalų ir gyvūnų organizmuose bei žmogaus sukurtose terpėse (pvz., nuotekų valymo įrenginiuose, maisto gamyboje).
Ekologinė reikšmė
Mikroorganizmai atlieka itin svarbias funkcijas ekosistemose:
- Skaidymas ir maistinių medžiagų ciklai: jie veikia kaip skaidytojai, skaidydami organines medžiagas ir grąžindami elementus į aplinką.
- Azoto fiksacija: kai kurie mikroorganizmai sugeba prisijungti atmosferos azotą ir taip dalyvauti azoto cikle, kas yra būtina augalų mitybai.
- Pirminė produkcija: fotosintetinės bakterijos ir protistai (pvz., fitoplanktonas) gamina organines medžiagas, kurios maitina aukštesnius trofinius lygius vandenynuose.
- Simbiotiniai ryšiai: mikroorganizmai gyvena kartu su augalais ir gyvūnais (pvz., žarnyno mikrobioma, augalų šaknų bakterijos) ir prisideda prie maisto įsisavinimo, imuninės sistemos formavimo bei augalų augimo.
- Bioremediacija ir biotechnologijos: tam tikri mikroorganizmai naudojami teršalams skaidyti, toksinams neutralizuoti arba pramoniniuose procesuose gaminti naudingas medžiagas.
Mikroorganizmai ir žmogaus sveikata
Microorganismų poveikis žmonėms gali būti tiek naudingas, tiek žalingas:
- Naudingi mikroorganizmai: jie dalyvauja maisto fermentacijoje (pieno rūgšties bakterijos, mielės), gamina antibiotikus, enzimus ir kitus biotechnologiškai svarbius produktus, padeda biologiniame nuotekų valyme.
- Patogenai: kai kurie mikrobai sukelia ligas žmonėms, gyvūnams ir augalams. Infekcijų kontrolė, vakcinacija ir antibiotikų naudojimas yra priemonės kovoti su kenksmingais mikroorganizmais, tačiau atsirandanti atsparumo problema kelia iššūkių.
- Žarnyno mikrobioma: didelis bakterijų ir kitų mikroorganizmų bendrijų komplektas žmogaus žarnyne įtakoja virškinimą, medžiagų apykaitą bei imunitetą.
Taikymas ir mokslas
Mikrobiologija ir susijusios disciplinos nuolat plečia žinias apie mikroorganizmų biologiją, ekologiją ir pritaikymą pramonėje. Biotechnologijos naudoja mikroorganizmus medžiagų gamybai, vaistų sintezei, genų inžinerijai ir diagnostikai. Tyrimai apie ekstremofilus padeda suprasti gyvybės ribas ir turi pritaikymą bioinžinerijoje bei ieškant poveikio mūsų planetos už jos ribų.
Išvados
Mikroorganizmai yra visur ir turi didžiulę reikšmę gamtai bei žmonių visuomenei: jie palaiko maistinių medžiagų apykaitą, prisideda prie ekosistemų stabilumo, teikia pramoninius ir medicininius privalumus, bet taip pat gali kelti sveikatos pavojų. Supratimas apie jų įvairovę, funkcijas ir sąveikas yra būtinas, kad galėtume tvariai valdyti aplinką ir sveikatą.
10 000 kartų padidintas Escherichia coli bakterijų telkinys.
Laisvai gyvenantys mikroorganizmai
Laisvai gyvenantys mikrobai energijos gauna įvairiais būdais. Kai kurie naudoja fotosintezę, kaip ir augalai. Kai kurie skaido natūralias aplinkoje esančias chemines medžiagas. Kiti maitinasi kažkada buvusiais gyvais daiktais, pavyzdžiui, nukritusiais lapais ir nugaišusiais gyvūnais, sukeldami jų skilimą arba irimą. Kai kurie grybai ir bakterijos sukelia maisto irimą. Supuvusi duona ar vaisiai, rūgštus pienas ir sugedusi mėsa - tai maisto produktų gedimo pavyzdžiai. Gamtoje pūvančios medžiagos susimaišo su dirvožemiu ir suteikia augalams būtinų maistinių medžiagų. Jei šio proceso nebūtų, dirvožemyje trūktų maistinių medžiagų. Tokie organizmai vadinami skaidytojais. Jie yra natūralūs mūsų planetos gyvų būtybių perdirbėjai.
Mikrobai taip pat padeda mums gaminti kai kuriuos maisto produktus, pavyzdžiui, duoną, sūrį, jogurtą, alų ir vyną. Jie minta grūduose, vaisiuose ar piene esančiu cukrumi, suteikdami šiems maisto produktams ypatingą tekstūrą ir skonį.
Parazitiniai mikrobai
Kai kurie mikrobai, dažnai vadinami mikrobais, sukelia ligas arba susirgimus. Jie yra parazitai, kurie gyvena įsiskverbdami į gyvus organizmus. Vėjaraupius, kiaulytę ir tymus sukelia virusai. Kai kurios bakterijos taip pat yra mikrobai. Jos sukelia daugelį infekcinių ligų, įskaitant tuberkuliozę ir stabligę. Kai kurios bakterijos sukelia dantų ėduonį. Nuo kai kurių kenksmingų mikrobų žmones galima apsaugoti tinkamai laikant ir ruošiant maistą, valant dantis, plaunant rankas ir vengiant artimo kontakto su sergančiais žmonėmis.
Komensalizmas
Atrodo, kad visuose gyvūnuose arba ant jų gyvena bakterijos ir pirmuonys, kurie nedaro didelės žalos. Kartais, kaip ir žolėdžių gyvūnų atveju, mikroorganizmai yra gyvybiškai svarbūs maistui virškinti. Žmogaus žarnyne gyvena daugiau organizmų nei žmogaus organizme yra ląstelių.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra mikroorganizmas?
Atsakymas: Mikroorganizmas - tai mikroskopinis organizmas, t. y. toks mažas, kad plika akimi jo neįmanoma pastebėti.
K: Kokių rūšių yra mikroorganizmų?
A: Mikroorganizmų rūšys yra bakterijos, grybai, archėjos, protistai ir virusai.
K: Ar visi mikroorganizmai yra vienaląsčiai organizmai?
A: Dauguma mikroorganizmų yra vienaląsčiai organizmai, turintys tik vieną ląstelę, tačiau yra ir daugialąsčių rūšių, kurios yra mikroskopinės.
K: Kur gyvena dauguma mikroorganizmų?
Dauguma mikroorganizmų gyvena beveik visur Žemėje, kur yra skysto vandens, įskaitant karštąsias versmes jūros dugne ir uolienas giliai Žemės plutoje. Ekstremofilai gyvena tokiose buveinėse.
K: Kokį vaidmenį jie atlieka ekosistemose?
Atsakymas: Mikroorganizmai yra labai svarbūs maistinių medžiagų apykaitai ekosistemose, nes jie yra skaidytojai. Jie taip pat ima azotą iš oro, todėl yra svarbi azoto ciklo dalis.
K: Ar kai kurie mikrobai gali sukelti ligas?
Atsakymas: Taip, patogeniniai arba kenksmingi mikrobai gali įsiskverbti į kitus organizmus ir sukelti ligą.
Ieškoti