¿Qué pasaría si no existieran microorganismos en el mundo?
Materiales de referencia:
Los microorganismos se refieren a aquellos grupos biológicos cuyo volumen y diámetro individual son generalmente inferiores a 65438±0 mm. Tienen estructuras simples, en su mayoría células individuales, y algunas incluso no las tienen. estructura celular. La gente suele utilizar un microscopio o un microscopio electrónico para ver su forma y estructura. Cabe señalar que los microorganismos son un concepto relativamente general y los límites a veces son muy borrosos. Por ejemplo, las algas unicelulares y algunos protozoos también deberían considerarse microorganismos, pero normalmente no se estudian entre los microorganismos.
Según la clasificación propuesta por los estudiosos chinos, los organismos se dividen en seis reinos: Virus, Monera, Protozoa, Fungi, Planta y Animalia. No es difícil ver que los microorganismos ocupan cuatro de los seis reinos, por lo que la importante posición de los microorganismos en la naturaleza es obvia y sus objetos de investigación también son muy extensos y ricos.
La microbiología es un grupo de microorganismos que se encuentran muy extendidos en la naturaleza, invisibles a simple vista, y sólo pueden observarse con la ayuda de un microscopio óptico o un microscopio electrónico que magnifica cientos, miles o incluso decenas de miles de veces. nombre general. Tienen las ventajas de tamaño pequeño, estructura simple, reproducción rápida, mutación fácil y gran capacidad para adaptarse al medio ambiente.
Existen muchos tipos de microorganismos, al menos más de 100.000 especies. Según sus diferencias en estructura, composición química y hábitos de vida, se pueden dividir en tres categorías.
1. Los microorganismos eucariotas tienen un alto grado de diferenciación nuclear, incluyendo membrana nuclear, nucléolo y cromosomas; existen orgánulos completos (como retículo endoplásmico, ribosomas y mitocondrias) en el citoplasma. Los hongos pertenecen a esta categoría de microorganismos.
En segundo lugar, la diferenciación nuclear de los microorganismos procarióticos es baja, con sólo nucleoplasma primitivo y sin membrana nuclear y los nucleolos no son perfectos; Hay muchos tipos de estos microorganismos, incluidas bacterias, espiroquetas, micoplasmas, rickettsias, clamidia y actinomicetos.
3. Los microorganismos libres de células no tienen estructuras celulares típicas ni sistemas enzimáticos que produzcan energía, y sólo pueden crecer y reproducirse en células vivas. Los virus pertenecen a este tipo de microorganismos.
Los microorganismos están ampliamente distribuidos en la naturaleza, y existen diferentes tipos de microorganismos en el aire, el suelo, los ríos, los lagos y los océanos. También existen diversos microorganismos en las superficies corporales de humanos, animales y plantas, así como en las cavidades conectadas con el mundo exterior.
La mayoría de los microorganismos son beneficiosos y necesarios para la supervivencia de humanos, animales y plantas. El ciclo del nitrógeno, el carbono, el azufre y otros elementos de la naturaleza depende de las actividades metabólicas de los microorganismos. Por ejemplo, las plantas solo pueden absorber una gran cantidad de nitrógeno en el aire mediante la acción de microorganismos, y los microorganismos del suelo pueden convertir las proteínas animales y vegetales en compuestos inorgánicos que contienen nitrógeno para satisfacer las necesidades del crecimiento de las plantas. utilizado por humanos y animales. Por tanto, sin microorganismos, las plantas no pueden metabolizar y los humanos y los animales no pueden sobrevivir.
En la agricultura, el ser humano ha hecho un amplio uso de las características de ciertos microorganismos, utilizando bacterias para fertilizar, promover el crecimiento, prevenir y tratar enfermedades, y ha abierto nuevas vías para aumentar la producción agrícola. En la industria, los microorganismos se utilizan ampliamente en la industria alimentaria, del curtido, textil, petrolera, química y otros campos. Especialmente en la industria farmacéutica, casi todos los antibióticos son metabolitos de microorganismos, y los microorganismos también pueden usarse para fabricar algunas vitaminas, coenzimas y otros fármacos.
Incluso muchos microorganismos que viven en las cavidades corporales de humanos y animales son inofensivos en circunstancias normales. Algunos de ellos también pueden antagonizar la invasión y el asentamiento de bacterias extrañas y proporcionar los nutrientes necesarios para los humanos (como las vitaminas). , aminoácidos, etc.).
Un pequeño número de microorganismos pueden provocar enfermedades en humanos, animales y plantas. Estos microorganismos patógenos se denominan microorganismos patógenos. Algunos microorganismos no causan enfermedades en circunstancias normales, pero pueden causar enfermedades en determinadas condiciones, que se denominan microorganismos patógenos oportunistas.
La microbiología es una rama de la biología que estudia la evolución y clasificación de los microorganismos, la morfología, estructura y actividades vitales de los microorganismos en determinadas condiciones, y la relación entre los microorganismos y los humanos, los deportes, las plantas y la ciencia. . Con la expansión y profundización del alcance de la investigación, la microbiología ha formado gradualmente muchas subdisciplinas, centrándose principalmente en microbiología general, taxonomía microbiana, fisiología microbiana, ecología microbiana, genética microbiana, microbiología molecular, etc. Según los objetos de investigación, se puede dividir en bacteriología, micología y virología. Según los campos de investigación y aplicación, se puede dividir en microbiología agrícola, microbiología industrial, microbiología médica, microbiología veterinaria, microbiología de alimentos, microbiología marina, microbiología del suelo, etc.
Microbiología médica y su historia de desarrollo
La microbiología médica es una rama de la microbiología y una disciplina básica de la medicina. Estudia principalmente la morfología, estructura, actividad metabólica, herencia y variación, mecanismo patogénico, inmunidad antiinfecciosa, diagnóstico de laboratorio y prevención específica de microorganismos patógenos relacionados con enfermedades humanas. El propósito del estudio de la microbiología médica es comprender las características biológicas y la patogenicidad de los microorganismos patógenos para comprender la función inmune del cuerpo humano contra los microorganismos patógenos, la relación y las reglas entre la infección y la inmunidad para comprender los métodos de diagnóstico de laboratorio y los principios de prevención; enfermedades infecciosas. Dominar las teorías, conocimientos y habilidades básicos de la microbiología médica puede sentar las bases para el estudio de la medicina básica y la medicina clínica, y ayudar a controlar y eliminar enfermedades infecciosas.
La microbiología médica es una ciencia que se resume en la comprensión a largo plazo de la naturaleza patogénica de las enfermedades infecciosas y del proceso de prevención y tratamiento de las mismas. Comprender el pasado, el presente y el futuro de la microbiología médica nos ayudará a resumir las reglas, encontrar la dirección de investigación y los métodos de prevención correctos y desarrollar aún más la microbiología médica.
Primero, el período empírico de la microbiología
Aunque los humanos antiguos no observaban microorganismos, ya utilizaban el conocimiento microbiológico para la producción industrial y agrícola y la prevención de enfermedades. En la era Xia Yu, más de 2000 a. C., hay registros de elaboración de vino en Yidi. En la dinastía Wei del Norte (386-534 d.C.), Qi Yao Minshu registró en detalle el método de elaboración del vinagre. Durante mucho tiempo, los métodos comunes de conservación de alimentos, como el encurtido, el azúcar, el ahumado y el secado al aire, en realidad evitan que los alimentos se echen a perder al inhibir el crecimiento de microorganismos.
En cuanto a la aparición y prevalencia de enfermedades infecciosas, a principios del siglo XI, Liu Zhenren propuso que la tuberculosis era causada por insectos a finales de la dinastía Song del Norte en mi país. Fracastoro (1483 ~ 1553) de Italia creía que las enfermedades infecciosas podían transmitirse directa, indirectamente o por el aire. El austriaco Plen Ciz (1705 ~ 1786) creía que la causa de las enfermedades infecciosas son los cuerpos vivos, y que cada enfermedad infecciosa es causada por un cuerpo vivo único. Durante el período Qianlong de la dinastía Qing en el siglo XVIII, el maestro chino Daonan describió vívidamente la trágica situación de la plaga en ese momento en su libro "El día de los tontos" y señaló correctamente la relación entre la plaga y las ratas.
En medicina preventiva, China tiene la costumbre de hervir agua para beber desde la antigüedad. Li Shizhen de la dinastía Ming señaló en el "Compendio de Materia Médica" que vaporizar la ropa del paciente antes de usarla no infectaría enfermedades, lo que indica que había registros de desinfección. Una gran cantidad de libros antiguos demuestran que la variola se usó ampliamente para prevenir la viruela durante el período Longqing de la dinastía Ming (1567 ~ 1572) en mi país, y se extendió por primera vez a Rusia, Corea del Norte, Japón, Turquía, Gran Bretaña y otros países. Es una contribución importante a la medicina preventiva en mi país.
2. Período de la Microbiología Experimental
El descubrimiento de los microorganismos fue observado por primera vez por Antony van Leeuwenhoek (1632 ~ 1723). En 1676, fabricó el primer microscopio del mundo con una lente autopulimentante (aumento de aproximadamente 40 a 270 veces), y por primera vez observó y describió diversas formas de microorganismos del agua de lluvia, agua de estanque y otros especímenes, sentando las bases para El estudio de los microorganismos. La existencia proporciona pruebas sólidas y sienta las bases para el establecimiento de la morfología microbiana.
Durante los años 65438+1960, las industrias vitivinícola y de la seda que ocupaban posiciones económicas importantes en algunos países europeos sufrieron el deterioro del alcohol y las enfermedades de los gusanos de seda, lo que promovió la investigación popular sobre los microorganismos. El científico francés Louis Pasteur (1822 ~ 1895) demostró por primera vez que la fermentación y la putrefacción de la materia orgánica son causadas por microorganismos. El deterioro del alcohol se debió a la contaminación bacteriana, anulando la entonces popular teoría de la generación espontánea. La investigación de Pasteur marcó el comienzo de la era de la fisiología microbiana. La gente se da cuenta de que no sólo existen diferencias morfológicas entre diferentes microorganismos, sino también diferencias en las características fisiológicas, lo que afirma aún más el importante papel que desempeñan los microorganismos en la naturaleza. Desde entonces, la microbiología se ha convertido en una disciplina independiente.
Pasteur inventó el método de esterilización por calentamiento para evitar que el alcohol se deteriore, que es el método de pasteurización que todavía se utiliza en el alcohol y la leche. Bajo la influencia de Pasteur, el cirujano británico Joseph Lister (1827 ~ 1912) fue pionero en el uso de ácido carbólico para rociar quirófanos y hervir instrumentos quirúrgicos, sentando las bases para la antisepsia, la desinfección y las operaciones asépticas.
Otro fundador de la microbiología es el erudito alemán Koch (1843 ~ 1910). Creó un medio de cultivo sólido que puede aislar bacterias de muestras como el medio ambiente o los excrementos del paciente en colonias individuales, lo que facilita el estudio de cada tipo de bacteria por separado.
El uso simultáneo de métodos de tinción e infecciones experimentales en animales proporciona condiciones favorables para la búsqueda de patógenos de diversas enfermedades infecciosas. En las dos últimas décadas del siglo XIX, Koch y un gran número de estudiosos dirigidos por él descubrieron, aislaron y cultivaron la mayoría de los patógenos de enfermedades infecciosas bacterianas.
El erudito ruso Ivanovsky (Nвановски) descubrió el primer virus en 1892, el virus del mosaico del tabaco. 1897 Reifler y Frosch descubren el virus de la fiebre aftosa en los animales. En 1901, el académico estadounidense Walter Reed aisló por primera vez el virus de la fiebre amarilla que causa enfermedades humanas. En 1915, el erudito británico Tewater descubrió los virus bacterianos (bacteriófagos). Posteriormente se aislaron muchos virus de humanos, animales y plantas.
El auge de la inmunología A finales del siglo XVIII, Edward Jenner (1749 ~ 1823) fue pionero en el uso de la viruela vacuna para prevenir la viruela; posteriormente, Pasteur desarrolló con éxito vacunas contra el cólera en pollos, la carboictericia y la rabia; sentó las bases de la inmunología y la medicina preventiva ha abierto un camino. La comprensión popular de la naturaleza de la inmunidad contra las infecciones comenzó a finales de los 19 años. El erudito alemán Behring curó con éxito a un niño con difteria en 1891 utilizando suero inmune animal que contenía antitoxina diftérica, lo que atrajo la atención de los científicos para buscar sustancias bactericidas en el suero y condujo al desarrollo de la serología. Debido a los diferentes campos y enfoques de investigación, han surgido dos puntos de vista académicos diferentes para explicar la inmunidad contra las infecciones: la escuela de inmunidad humoral representada por Poul Ehrlich (1854 ~ 1916) cree que la inmunidad del cuerpo está relacionada con sustancias bactericidas en la sangre y otros fluidos corporales. principalmente el papel de los anticuerpos específicos, sin embargo, la escuela de inmunidad celular representada por Mechnikov (m. ечниовии., 1845 ~ 1916) creía que la función de la fagocitosis es la inmunidad del cuerpo. Pronto, Wright descubrió la opsonina en el suero y demostró que la función de los fagocitos se puede mejorar en gran medida con la participación de factores humorales. Los dos factores inmunológicos se complementan entre sí, brindando así a las personas una comprensión más completa del mecanismo inmunológico y promoviendo un mayor desarrollo de la inmunidad. de aprendizaje.
La invención de los fármacos quimioterapéuticos y los antibióticos fue la primera síntesis de fármacos quimioterapéuticos realizada por Ehrlich. En 1910, sintetizó aminas de arsénico y vanadio para el tratamiento de la sífilis, y más tarde sintetizó nuevas aminas de arsénico y vanadio, creando una forma de tratar enfermedades microbianas. Posteriormente, se sintetizaron una serie de sulfamidas que se utilizaron ampliamente en el tratamiento de enfermedades infecciosas. Fleming descubrió por primera vez en 1929 que la penicilina producida por Penicillium puede inhibir el crecimiento de Staphylococcus aureus. Sin embargo, no fue hasta 1940 que Florey purificó el líquido de cultivo de Penicillium y obtuvo penicilina pura, que se utilizó para tratar enfermedades infecciosas y logró resultados sorprendentes. . El descubrimiento y la aplicación de la penicilina animaron enormemente a los microbiólogos. Posteriormente, se descubrieron y utilizaron ampliamente en la práctica clínica antibióticos como la estreptomicina, el cloranfenicol, la clortetraciclina, la oxitetraciclina, la tetraciclina y la eritromicina.
En tercer lugar, el período de la microbiología moderna
En las últimas décadas, debido al desarrollo de la bioquímica, la genética, la biología celular, la biología molecular y otras disciplinas, así como la microscopía electrónica, la fase gaseosa , La tecnología de cromatografía líquida, la tecnología de inmunología, la tecnología de anticuerpos monoclonales y los avances en la tecnología de biología molecular han promovido el desarrollo de la microbiología médica. Las personas pueden explorar la estructura y función genética, la base del material patógeno y los métodos de diagnóstico de los microorganismos patógenos a nivel molecular, lo que les brinda una comprensión más profunda de los patrones de actividad de los microorganismos patógenos. Se han descubierto uno tras otro algunos nuevos microorganismos patógenos, como Legionella, Campylobacter, virus de la fiebre de Lassa, virus de Marburg, virus de la inmunodeficiencia humana, etc.
De 1967 a 1971, el virólogo vegetal estadounidense Diener y otros descubrieron que el patógeno de la enfermedad del tubérculo fusiforme de la patata es un ARN libre de proteínas con un peso molecular de aproximadamente 100.000. Este factor patógeno se llama viroide. Posteriormente, mientras se estudiaban los viroides, se descubrió un virus que provocaba enfermedades en la alfalfa y otras plantas. En 1982, se descubrió que el patógeno que causa la tembladera en las ovejas es una proteína con un peso molecular de 27 KD, llamada prión. Una importante conferencia internacional celebrada en 1983 se refirió colectivamente a estos factores patógenos como virus. También pueden existir subvirus en humanos, como la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob y el kuru, que pueden ser causados por priones o priones.
En la última década, los métodos rápidos de detección y diagnóstico de microorganismos patógenos se han desarrollado rápidamente. El ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas para la detección rápida de antígenos y anticuerpos se ha utilizado ampliamente, simplificando los complejos procedimientos de pruebas microbianas en el pasado, especialmente el uso de anticuerpos monoclonales, mejorando aún más la especificidad y sensibilidad de la detección.
Se han preparado muchos kits de diagnóstico, y la aplicación generalizada de kits de diagnóstico rápido viral ha hecho que el diagnóstico rápido de laboratorio de enfermedades virales sea una realidad que ha sido difícil de lograr durante mucho tiempo en el pasado. Actualmente, muchos laboratorios están explorando la aplicación de sondas genéticas y la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) en la detección rápida de microorganismos.
En el ámbito de la prevención de enfermedades infecciosas, se han desarrollado vacunas correspondientes para la mayoría de los microorganismos patógenos que ponen en grave peligro la salud humana. En 1980, la Organización Mundial de la Salud anunció la eliminación global de la viruela, la primera enfermedad infecciosa grave que los humanos eliminaron por completo por sí solos, y la medida más fundamental fue la vacunación universal contra la viruela vacuna. La vacunación generalizada con diversas vacunas se ha convertido en el medio más eficaz y económico para que los humanos puedan hacer frente a diversas enfermedades infecciosas.
En el tratamiento de enfermedades infecciosas, constantemente se producen nuevos antibióticos que controlan eficazmente la prevalencia de enfermedades infecciosas bacterianas. Por el contrario, la investigación sobre fármacos antivirales ha avanzado lentamente. En los últimos años, las citoquinas (como la interleucina-2, el interferón, etc.) se han utilizado para tratar algunas enfermedades virales y han logrado ciertos resultados. Además, la aplicación de anticuerpos monoclonales y terapia génica en el tratamiento de enfermedades virales está cada vez más extendida y en profundidad.
Del 65438 al 0957, erudito australiano Burnett. F.M se basa en el trabajo de sus predecesores y en sus propias investigaciones. Propuso la famosa teoría de selección de líneas celulares, llevando la inmunología a un nuevo campo de la biomedicina. Especialmente en las últimas dos décadas, la inmunología se ha desarrollado muy rápidamente, involucrando muchos aspectos de la biología como la biología celular, la biología molecular, la genética molecular y las disciplinas clínicas. Supera con creces los conceptos tradicionales de infección e inmunidad del pasado y se ha convertido en un concepto independiente. Medicina y una de las materias básicas más importantes de la biología.
Aunque la humanidad ha logrado grandes logros en los campos de la microbiología médica y el control de enfermedades infecciosas, todavía existen algunas enfermedades infecciosas cuyos patógenos no se han comprendido completamente, y algunas enfermedades aún carecen de métodos eficaces de prevención y tratamiento. Por lo tanto, la microbiología médica debería fortalecer la investigación sobre las características biológicas y la patogenicidad de los microorganismos patógenos en el futuro, establecer métodos específicos de diagnóstico temprano rápido, desarrollar nuevas vacunas, mejorar las vacunas originales y mejorar los efectos de prevención y tratamiento. Es necesario fortalecer la investigación sobre la inmunidad a las infecciones y buscar o sintetizar artificialmente sustancias específicas e inespecíficas que puedan movilizar y mejorar la función de defensa del organismo. Es necesario fortalecer la investigación sobre ingeniería genética, además de hacer preparativos para el diagnóstico, la prevención, el tratamiento y la investigación, la terapia génica debe usarse para algunas enfermedades genéticas relacionadas con infecciones microbianas para curar completamente dichas enfermedades. Es necesario seguir fortaleciendo el contacto y la cooperación con disciplinas como la inmunología, la bioquímica, la genética, la biología celular, la histología, la patología, etc. y adoptar tecnologías avanzadas, especialmente tecnologías de biología molecular. Sólo así podremos acelerar el desarrollo de la microbiología médica y contribuir al control y eliminación temprana de diversas enfermedades infecciosas que dañan la salud humana.
Xu Zhikai
En la naturaleza, existe una gran categoría de seres humanos diminutos que son invisibles a simple vista. Ya sea una bulliciosa ciudad moderna, un campo rico y vasto, un raro pico de montaña o un vasto océano, hay rastros de ellos por todas partes. Estos pequeños "residentes" se llaman microorganismos y, junto con las plantas y los animales, forman un ejército de organismos que hacen que la naturaleza parezca viva. El reino de los microorganismos es un verdadero "liliputiense". Los "sujetos" aquí pertenecen a varias familias representativas, como bacterias, actinomicetos, hongos, virus, viroides, rickettsias, clamidias y micoplasmas. Estas familias tienen sorprendentemente pocos miembros. Tomemos como ejemplo al Bacilo "grande", un miembro de la familia de las bacterias. Dejemos que 3.000 bacilos "se coloquen" uno al lado del otro en una fila, del tamaño de un grano de arroz. Supongamos que 70 bacilos estén dispuestos uno al lado del otro, del tamaño de un cabello; el número total de bacterias en la población total de la Tierra (más de 5 mil millones) es sólo el peso de una semilla de sésamo. Los microorganismos son tan pequeños que sólo pueden medirse en micras o unidades incluso más pequeñas, angstroms. Como todos sabemos, 1 micra equivale a 1‰ milímetro. El tamaño de las bacterias generalmente es de sólo unas pocas micras, y algunas miden sólo 0,1 micras. El ojo humano tiene una resolución de sólo unos 0,06 milímetros. verlo. ¿Cómo se descubrieron los microorganismos? Es interesante decirlo. Hace 300 años, había un hombre llamado Levon Hooker en los Países Bajos. Aunque no leía mucho, amaba la ciencia, tenía un espíritu de trabajo duro y era muy bueno afilando lupas. Construyó un microscopio sencillo que podía ampliar objetos originales más de 200 veces con sus propias lentes pulidas. Un día, Leviinhoek tomó un poco de restos del diente de un anciano para observarlo, e inesperadamente encontró innumerables pequeños de diferentes formas saltando por allí. Estaba tan sorprendido que apenas podía creer lo que veía.
Levine Hooker describió cuidadosamente la forma de estos pequeños. Dijo: "Hay más 'animalitos' en la boca de este anciano que residentes en todo el Reino de los Países Bajos..." Después de eso, continuó observando el agua estancada en varios contenedores, así como ríos, pozos y aguas residuales, y descubrió que existe un lugar adecuado para todos los seres vivos. El mundo de los "pequeños animales". Levine Hooke fue el primero en ver bacterias a través de un microscopio, abriendo la puerta a la comprensión humana de los microorganismos. Desde entonces, la gente ha desvelado el misterio de los microorganismos con la ayuda de microscopios.
Por supuesto también se pueden ver microorganismos. Por ejemplo, los hongos comestibles, el Ganoderma lucidum medicinal y los puffballs son todos microorganismos. Los biólogos descubrieron una vez en la antigua Checoslovaquia un hongo gigante que pertenece a la familia de los hongos. ¿Puedes adivinar qué tan grande es? -Mide más de 4 metros de diámetro y pesa más de 100 kilogramos. No sólo es un "gigante" en la familia microbiana, sino que tampoco es un "pequeño" en todo el mundo biológico.
El milagro del reino microbiano
Los microbios son los primeros “habitantes” de la tierra. Si la historia de la evolución de la Tierra hasta el día de hoy se condensa en un día, y el nacimiento de la Tierra es cero en 24 horas, entonces los primeros habitantes de las bacterias heterótrofas anaeróbicas de la Tierra nacieron a las 7 de la mañana alrededor de las 13 de la noche; , nacieron bacterias heterótrofas aeróbicas. Las bacterias aparecen; los peces y las plantas terrestres aparecen a las 22:00 de la noche y los humanos no aparecen hasta el último momento del día; El hecho de que los microorganismos aparecieran por primera vez en la Tierra y continúen hasta el día de hoy está relacionado con su gran consumo de alimentos, su amplia variedad de dietas, su rápida reproducción y su fuerte resistencia. Cuanto más pequeña es la comida, mayor es el apetito. Ésta es una ley universal de la biología. La estructura de los microorganismos es muy simple. Una célula o un grupo celular simple es un organismo que puede vivir de forma independiente y asumir todas las funciones de las actividades vitales. Aunque son pequeños, toda su superficie corporal tiene la función de absorber nutrientes, lo que hace que su "capacidad alimentaria" sea extremadamente enorme. Si conviertes la cantidad de azúcar consumida por una bacteria en una hora en el alimento que una persona quiere comer, entonces esa persona tendría que comerlo durante 500 años. Los microbios no sólo comen mucho, sino que comen de todo. Todas las sustancias orgánicas e inorgánicas de la Tierra son insaciables. Incluso las moléculas orgánicas más novedosas y complejas sintetizadas por los químicos no pueden escapar de la "boca" de los microorganismos. Los microorganismos que sólo "comen" materia orgánica ya preparada se denominan microorganismos organotróficos o heterótrofos; otros microorganismos que dependen del dióxido de carbono y los carbonatos para mantenerse se denominan microorganismos inorganotróficos o autótrofos. Los microorganismos se dividen en masculinos y femeninos, con diferentes métodos de reproducción. En el caso de los miembros de la familia bacteriana, se reproducen dividiéndose. Siempre que las condiciones sean las adecuadas, normalmente se puede dividir una vez cada 20 minutos, uno en dos, dos en cuatro, cuatro en ocho, etc. Si se calcula a este ritmo, una bacteria puede producir 2,2e43 descendientes en 24 horas, con un peso total de 2,2e28, ¡lo que equivale al peso de 4 Tierras!
Aunque este tipo de progresión geométrica de reproducción a menudo está restringida por condiciones ambientales, alimentarias y de otro tipo, en realidad es imposible de lograr. Aun así, basta con mantener a los animales y las plantas fuera de su alcance. Los microorganismos tienen una fuerte resistencia al calor, el frío, la sal, la sequedad, los ácidos, los álcalis, la hipoxia, la presión, la radiación y el veneno. Por tanto, desde el fondo del Océano Pacífico con una profundidad de 65.438+100.000 metros y una presión de agua de hasta 1.140 atmósferas hasta la atmósfera a una altura de 85.000 metros desde las cálidas aguas ecuatoriales hasta los fríos glaciares antárticos de las alturas; -salinidad del Mar Muerto al ambiente ácido y alcalino fuerte, se pueden encontrar todos los rastros de microorganismos. Debido a que los microorganismos sólo temen al "fuego abierto", a excepción de los cráteres activos, toda la tierra es su territorio. Por supuesto que los microorganismos necesitan respirar, pero a algunos les gusta absorber oxígeno y son aeróbicos; otros son anaeróbicos y anaeróbicos; otros pueden sobrevivir en ambientes tanto aeróbicos como anaeróbicos y se denominan microorganismos facultativos; Los microorganismos no sólo comen, también duermen. Según los informes, las momias de hace tres o cuatro mil años en las pirámides egipcias todavía contienen bacterias vivas. La capacidad latente de los microorganismos también es sorprendente.
Bacterias dominantes
Desde que fueron descubiertas por primera vez por el médico rural alemán Robert Koch, el nombre bacteria se ha asociado a menudo con enfermedades. Debido a que muchas enfermedades infecciosas en humanos, animales y plantas son causadas por bacterias, la gente siempre tiene una sensación de asco y miedo. De hecho, sólo una pequeña parte de las bacterias son dañinas para los humanos. La mayoría de las bacterias no sólo coexisten pacíficamente con nosotros, sino que también benefician a los humanos. Por ejemplo, cada año mueren en la Tierra un gran número de animales y plantas. Han pasado miles de años. ¿A dónde fueron los restos de estos animales y plantas? Este es el trabajo de bacterias y otros microorganismos. Pueden comerse todos los restos de todos los seres vivos de la tierra y al mismo tiempo convertirlos en nutrientes que las plantas pueden utilizar, contribuyendo enormemente a promover el ciclo material en la naturaleza.
Además, ¡muchas bacterias desempeñan un papel importante en la producción industrial y agrícola! Bajo el microscopio, las bacterias que vemos tienen generalmente tres formas: las gruesas y redondas, llamadas cocos, las llamadas Bacilos y las retorcidas, llamadas espirobacterias; No importa la forma que tenga, es solo una célula y su estructura interna es similar a la de una célula vegetal común. Tiene una "cáscara" resistente y elástica en el exterior llamada pared celular, de la que dependen las bacterias para proteger sus cuerpos. Cerca de la pared celular, hay una membrana flexible llamada membrana celular, que sirve como "puerta de entrada" para que los alimentos y los desechos entren y salgan de la célula. La membrana celular está llena de una solución coloidal viscosa llamada citoplasma, que contiene varias partículas y sustancias de almacenamiento. Algunas bacterias tienen núcleo, pero son mucho más simples que los organismos más grandes, por eso se les llama células procarióticas. La mayoría de las bacterias son inmóviles, pero como son pequeñas y livianas, pueden viajar por todo el mundo a través del viento, el agua o el polvo, así como a través de aves y animales que se aferran al aire. Algunas bacterias tienen flagelos, como colas de pescado. Pueden retorcerse en el agua y las bacterias pueden nadar bastante rápido. Se ha observado que Vibrio cholerae puede volar 18 cm en 1 hora gracias al movimiento de su flagelo, ¡lo que equivale a 90.000 veces su longitud! Entre las bacterias, algunas están "desnudas"; otras usan una "ropa" especial, que es una capa suelta de moco alrededor de la pared celular, llamada cápsula, que no sólo sirve como almacenamiento de alimentos para las bacterias, sino que también juega con su "armadura". un papel protector. Para las bacterias, la cápsula también está estrechamente relacionada con la patogenicidad. Por ejemplo, los neumococos pueden provocar neumonía en las personas, pero si pierden su cápsula quedarán desarmados y no patógenos. Cuando las bacterias se encuentran con entornos hostiles como sequedad, altas temperaturas, falta de oxígeno o productos químicos, también pueden utilizar un truco único, que consiste en eliminar casi toda el agua del cuerpo, lo que hace que las células se condensen en cuerpos latentes ovalados, que son esporas. Las esporas siguen siendo viables durante décadas en condiciones secas. Una vez que el entorno se vuelve adecuado, las esporas absorben agua, se expanden y vuelven a convertirse en células viables. Las bacterias individuales son incoloras y transparentes, y es necesario colorearlas para una fácil identificación. En 1884, el científico danés Gram creó el método de doble tinción, es decir, teñir primero con una solución de cristal violeta y una solución de yodo, luego decolorar con alcohol y luego teñir con una solución roja diluida. Después de dicho tratamiento, las bacterias se pueden dividir en dos categorías: las que pueden teñirse de color púrpura se denominan bacterias grampositivas y las que se tiñen de rojo se denominan bacterias gramnegativas. Estas dos bacterias son muy diferentes en sus hábitos de vida y composición celular. Los médicos suelen utilizar la tinción de Gram de bacterias para seleccionar medicamentos para diagnosticar y tratar enfermedades. En honor a Gram, la doble tinción también se llama tinción de Gram. Los miembros de la familia bacteriana, si crecen y se multiplican en un lugar fijo, forman pequeños grupos visibles a simple vista, llamados colonias. Las colonias son coloridas, como las de Pseudomonas aeruginosa son verdes y las de Staphylococcus aureus son de color amarillo dorado. La forma, el tamaño, el grosor y el color de las colonias bacterianas son una de las bases para identificar diversas cepas. ¿Fleming estaba sirviendo el pastel por observación? ¿Lombrices de sodio? ⑾?quot Tomó penicilina que no contenía Staphylococcus aureus y reveló el secreto de los antibióticos de una manera que hizo época.
Actinomicetos con muchos valores de utilidad
Los médicos suelen utilizar estreptomicina, eritromicina y otros antibióticos para tratar enfermedades, lo que ha salvado del peligro a muchos pacientes. Los protagonistas de los antibióticos son los famosos actinomicetos. Los actinomicetos están compuestos de una célula y son muy similares a las bacterias, por lo que a menudo se los considera una gran familia independiente dentro de la familia bacteriana. Pero los actinomicetos tienen muchas características de la familia de los hongos, por ejemplo, el cuerpo bacteriano está compuesto por muchos micelios septados, por lo que, desde la perspectiva de la evolución biológica, es un tipo de transición entre bacterias y hongos. Los actinomicetos tienen muchas células pequeñas llamadas hifas que están enredadas. Estas hifas tienen diferentes divisiones del trabajo. Algunas "entierran la cabeza en la comida" y son hifas de sustrato que se especializan en absorber nutrientes; algunas crecen violentamente hacia el cielo, que es una especie de hifas aéreas, que es un signo de crecimiento y desarrollo; de actinomicetos. Los actinomicetos comienzan a "dar a luz" cuando alcanzan una determinada etapa. Primero les crecen hilos de esporas en la parte superior de las hifas aéreas, que luego se dividen en grupos de esporas cuando maduran. Algunas esporas son como bolas y otras como huevos, que pueden ser arrastrados por el viento. Cuando encuentran un ambiente adecuado, se "asientan" allí, comienzan a absorber agua y germinan nuevos actinomicetos. Los actinomicetos son abundantes en el suelo. La mayoría de ellas son bacterias saprofitas, que pueden pudrirse y "comerse" la luz de los animales y las plantas, y luego convertirla en nutrientes beneficiosos para el crecimiento de las plantas, haciendo así contribuciones inmortales al ciclo natural de la materia. También está Frankliniella, que crece en los nódulos de las raíces de muchas plantas no leguminosas y puede fijar nitrógeno en la atmósfera y convertirse en fertilizante nitrogenado que las plantas pueden utilizar. Los actinomicetos han hecho muchas contribuciones.
Más de la mitad de los miles de antibióticos descubiertos hasta ahora son producidos por actinomicetos. Sus colonias son de colores brillantes y radiales, y son inofensivas para el cuerpo humano. Por lo tanto, la gente suele utilizarlo como colorante alimentario, que es a la vez bonito y seguro. Los actinomicetos también se utilizan para producir suministros médicos como vitamina B12, proteasa y glucosa isomerasa. Aunque algunas especies de actinomicetos son dañinas para los humanos, como las micobacterias que pueden causar tuberculosis y lepra, estos logros son realmente insignificantes en comparación con los actinomicetos.
Gran familia de hongos.
Los hongos son la familia más numerosa del reino microbiano, con más de 250.000 miembros. El nombre hongo suena extraño, pero a menudo entrarás en contacto con él en tu vida. Por ejemplo, los deliciosos hongos shiitake, el nutritivo hongo blanco, el hongo negro, Ganoderma lucidum que prolonga la vida, Poria cocos que puede reducir la hinchazón, fortalecer el bazo y calmar los nervios, Cordyceps sinensis que protege los pulmones y los riñones, detiene el sangrado y reduce la flema, etc., son todos miembros de la familia de los hongos. Preparar cerveza, mezclar fideos y hacer salsa de soja son inseparables de la ayuda de la levadura o el moho, que es un excelente representante de la familia de los hongos. Desde la perspectiva del proceso de evolución biológica, los hongos nacieron aproximadamente 65.438+ mil millones de años después que las bacterias, lo que los convierte en la familia más joven del reino microbiano. La diferencia más fundamental entre ellos y las bacterias y actinomicetos es que los hongos ya tienen un núcleo real. Por tanto, las células fúngicas se denominan células eucariotas. El desarrollo de células procarióticas a células eucariotas es un acontecimiento importante en la historia de la evolución biológica. Los hongos tienen una estructura multicelular y pueden producir esporas para la reproducción sexual y asexual. Aunque los hongos y Hericium son altos y grandes y parecen plantas, no tienen celulosa ni cloroplastos en sus paredes celulares, por lo que no pueden producir clorofila como las plantas. Esta es una diferencia importante entre ellos y las plantas. Los hongos son una fuente importante de alimento humano y muchos de ellos son valiosas hierbas medicinales chinas. Los hongos también producen una variedad de antibióticos. Los hongos no sólo ocupan una posición importante en las industrias cervecera y alimentaria tradicionales, sino que también desempeñan un papel importante en la industria moderna. La gente usa diferentes moldes para preparar diversas preparaciones enzimáticas y muchas materias primas y reactivos industriales importantes, y también pueden usarse como alimentos eficientes para desarrollar la acuicultura. Sin embargo, los hongos también pueden causar muchos daños a los humanos. Durante la temporada de lluvias, crecen "pelos" blancos en los muebles y la ropa; en los almacenes húmedos, los alimentos, las verduras y las frutas a menudo se pudren y se deterioran; muchas personas contraen onicomicosis y diversas tiñas; , todos causados por hongos. En el verano de 1960, más de 65.438 pavos murieron inexplicablemente en algún lugar de Inglaterra. En ese momento, nadie podía decir qué era la enfermedad y se llamó "enfermedad X de Turquía". Más tarde se descubrió que estos pavos habían comido pasteles de maní mohosos. Los pasteles de maní mohosos contenían una toxina llamada aflatoxina producida por la aflatoxina Aspergillus. Se trata de un potente carcinógeno que puede causar cáncer de hígado en muchos animales y tiene cierta correlación con el cáncer de hígado humano. Por lo tanto, nuestra actitud básica hacia los hongos es reconocer a los enemigos como amigos, explotar sus fortalezas y evitar sus debilidades, para que puedan hacer mayores contribuciones a la humanidad.
Virus malvados
Los virus son mucho más pequeños que las bacterias y sólo pueden verse con un microscopio electrónico que puede ampliar los objetos millones de veces. El virus promedio tiene sólo una décima parte del diámetro de un cabello humano. Los virus son mucho más simples que las bacterias. Todo su cuerpo está compuesto únicamente por capas de ácido nucleico y proteínas y no tiene paredes celulares. La cubierta proteica determina la forma del virus. Algunos de ellos tienen forma de varilla o son lineales, otros son como bolas, huevos de pato, cáscaras y algunos son como renacuajos. Los virus no pueden sobrevivir solos y deben vivir una vida parásita en células vivas, por lo que las células de varios organismos se han convertido en el "hogar" de los virus. Los virus que parasitan a los humanos u otros animales se denominan virus animales, como la viruela humana, la hepatitis, la influenza, etc.