Microbiologie bestudeert de identificatie, manier van leven, fysiologie en metabolisme van micro-organismen
Afbeelding: CDC op Unsplash
Microbiologie is de tak van de biologie die micro-organismen bestudeert. Het woord komt van het Griekse mikros , wat klein betekent, en bios en logo's , wetenschap van het leven. Zo behandelt zijn studie de identificatie, manier van leven, fysiologie en metabolisme van micro-organismen, naast hun relatie met het milieu en andere soorten.
Opkomst van microbiologie
Microbiologie is ontstaan uit de creatie van de microscoop, uitgevonden door de Nederlander Antony Van Leeuwenhoek in 1674. Hij gebruikte de apparatuur om microscopisch kleine wezens te observeren in monsters van aarde, speeksel en ontlasting, en noemde ze "animálculos". De ontdekking van Leeuwenhoek leidde tot een belangrijk debat over de oorsprong van het leven op aarde.
De theorie van de abiogenese, of de theorie van de spontane generatie, had Aristoteles als de beroemdste verdediger en werd geldig geacht tot de 19e eeuw. Volgens deze theorie zouden "animálculos" het resultaat zijn van de ontbinding van planten en dierlijk weefsel. De verdedigers van deze school geloofden dat leven voortkwam uit levenloze voorwerpen.
De ontdekking van de microscoop en andere microbiologische studies maakten de opkomst van de theorie van de biogenese mogelijk, die zich verzette tegen het idee dat ruwe materie een nieuw wezen zou kunnen voortbrengen. Volgens deze theorie komen alle levende wezens voort uit andere reeds bestaande levende wezens, dat wil zeggen dat bestaande "animaties" aanleiding zouden geven tot nieuwe "animaties". De meest opvallende studies die werden uitgevoerd om deze theorie te verklaren, werden gemaakt door Francesco Redi, in 1668, en door Louis Pasteur, in 1862, waarbij de theorie van abiogenese definitief werd verworpen.
- Wat is biologische afbraak
Wat zijn micro-organismen
Micro-organismen, in het algemeen "kiemen" en "microben" genoemd, zijn microscopisch kleine wezens, waarvan er vele onzichtbaar zijn voor het blote oog, en die een verrassende diversiteit aan structuur en levenswijzen hebben. Bacteriën, schimmels, protozoa, virussen en algen maken deel uit van de verzameling micro-organismen.
- Meer dan de helft van ons lichaam is niet menselijk
Met deze diversiteit aan soorten waren micro-organismen de enige wezens die zich aanpasten aan alle plaatsen op de planeet: ze bevinden zich in de lucht, op de zeebodem, onder de grond en zelfs in ons. "Er zijn meer bacteriecellen in ons lichaam dan menselijke cellen", zegt microbioloog Jacyr Pasternak van Hospital Albert Einstein in São Paulo.
Belang van micro-organismen
Hoewel ze de kleinste vormen van leven zijn, vormen micro-organismen het grootste deel van de biomassa van de aarde en voeren ze veel essentiële chemische reacties uit voor andere organismen. Bovendien zijn mens, plant en dier sterk afhankelijk van microbiële activiteit voor het recyclen van nutriënten en voor de afbraak van organisch materiaal. Daarom zijn micro-organismen uitermate belangrijk voor het ondersteunen en in stand houden van leven.
- Humus: wat het is en wat zijn de functies voor de bodem
Microbiologische gebieden
Microbiologie is een breed studiegebied, waarin verschillende onderzoeken kunnen worden uitgevoerd. De werkterreinen van de microbiologie zijn: medische microbiologie, farmaceutische microbiologie, omgevingsmicrobiologie, voedselmicrobiologie en microbiële microbiologie.
Medische microbiologie
Medische microbiologie richt zich op pathogene micro-organismen. Zijn prestaties hebben betrekking op de beheersing en preventie van infectieziekten.
- Wat zijn zoönosen?
Farmaceutische microbiologie
Farmaceutische microbiologie is gericht op de studie van micro-organismen die deelnemen aan de productie van medicijnen, met name antibiotica.
- Antibioticum dat in de natuur wordt gedumpt, genereert superbacterie, waarschuwt de VN
Omgevingsmicrobiologie
Milieumicrobiologie, gerelateerd aan biogeochemische cycli, richt zich op bacteriën en schimmels die inwerken op de afbraak van organisch materiaal en chemische stoffen die in de natuur voorkomen.
Voedselmicrobiologie
Levensmiddelenmicrobiologie heeft als doel de micro-organismen te bestuderen die in de voedingsindustrie worden gebruikt, met een focus op voedselveiligheid en houdbaarheid, verwerking van traditionele producten en ontwikkeling van nieuwe voedingsproducten, met sensorische eigenschappen die geschikt zijn voor verschillende doelgroepen van de consument.
Microbiële microbiologie
Microbiële microbiologie richt haar onderzoek op de genetische en moleculaire manipulatie van micro-organismen.
Classificatie van micro-organismen
Afhankelijk van hun kenmerken kunnen micro-organismen worden ingedeeld in: prokaryoten of eukaryoten, autotrofen of heterotrofen, en eencellig of meercellig.
Prokaryoten of eukaryoten
Eukaryote wezens hebben complexe structuren, gevormd door interne membranen, cytoskelet en een kern. Prokaryoten bevatten daarentegen geen kernen en andere membraangebonden organellen.
Autotrofen of heterotrofen
Terwijl autotrofe organismen hun eigen voedsel produceren met behulp van lichte of anorganische chemische reacties, vertrouwen heterotrofen op organische moleculen gemaakt door autotrofen om energie te verkrijgen en hun ademhalingsstoel te voltooien.
Eencellig of meercellig
Eencellige organismen worden gevormd door slechts één cel en meercellige organismen door een diversiteit aan cellen.
Voorbeelden
- Bacteriën zijn eukaryote en eencellige micro-organismen. Hoewel er autotrofe bacteriën bestaan, is de overgrote meerderheid heterotroof en voeden ze zich met stoffen die door andere levende wezens worden geproduceerd.
- Schimmels zijn eukaryote, heterotrofe micro-organismen en kunnen eencellig zijn, zoals gisten, of meercellig, zoals paddenstoelen.
- Algen zijn eukaryote micro-organismen, fotosynthetische autotrofen en kunnen eencellig of meercellig zijn.
- Protozoa zijn eukaryote, heterotrofe en eencellige micro-organismen.
- Virussen zijn acellulaire micro-organismen die geen eigen metabolisme hebben. Daarom worden al zijn activiteiten uitgevoerd binnen een ander organisme.
Levensstijl
Micro-organismen zijn onderverdeeld in verschillende groepen, op basis van hun manier van leven, en kunnen saprobes, parasieten of symbionten zijn.
Saprobes
Saprobes staan bekend als het recyclen van micro-organismen en zijn afbraakers van dode organische stoffen, en commensaal, dat wil zeggen dat ze associaties onderhouden zonder waarneembare voordelen of nadelen.
- Schimmels en bacteriën zijn de belangrijkste micro-organismen die organisch materiaal afbreken.
- Een voorbeeld van commensalisme is waar te nemen in de bodem tussen schimmels en bacteriën. Glucose, geproduceerd door de afbraak van cellulose door schimmels, wordt door sommige bacteriën gebruikt.
Parasieten
Parasieten zijn micro-organismen die schade toebrengen aan de levende cellen van andere organismen en die zich in verschillende mate kunnen manifesteren. Zijn zij:
- Verplicht parasitisme: er is een volledige afhankelijkheid van de gastheer om te overleven;
- Meervoudig parasitisme: het micro-organisme heeft meerdere gastheren;
- Optioneel parasitisme: ze kunnen twee levensgewoonten vertonen, zowel binnen een gastheer (parasitaire levensgewoonte) als daarbuiten (vrije levensgewoonte);
- Hyperparasitisme: aandoening waarbij een tweede parasiet zich ontwikkelt in een eerste parasiet;
Symbionten
Micro-organismen die op de lange termijn met elkaar worden geassocieerd, wat voor beide individuen een gunstige relatie kan zijn of niet. Deze associaties kunnen mutualistisch of antagonistisch zijn.
Mutualistische symbiose
Mutualistische symbiose is een gunstige relatie waar er morfologische en fysieke interactie is tussen micro-organismen. Korstmossen zijn een voorbeeld van deze associatie, die optreedt tussen schimmels en algen of cyanobacteriën en schimmels. Hoewel algen en cyanobacteriën schimmels voorzien van organische verbindingen, bieden ze een omgeving die bevorderlijker is om te overleven, omdat ze bescherming bieden.
Antagonistische symbiose
Antagonistische symbiose is een relatie waarbij een van de micro-organismen wordt geschaad ten koste van de andere. Schimmels die antibiotische stoffen produceren die de groei van bacteriën remmen, zijn een voorbeeld van deze associatie.
Pathogene micro-organismen
Het zijn micro-organismen die in hun gastheren infectieziekten kunnen veroorzaken onder omstandigheden die gunstig zijn voor hun overleving en ontwikkeling. Er zijn bacteriën, schimmels, virussen, protozoa en algen die in deze klasse vallen.
- Wat is schimmel en waarom is het gevaarlijk?
Niet-pathogene micro-organismen
Het zijn die micro-organismen die om ons heen deelnemen aan verschillende natuurprocessen en die geen gezondheidsproblemen veroorzaken. In sommige gevallen zijn ze zelfs gunstig. Probiotica zoals Lactobacillus zijn een voorbeeld van deze klasse, aangezien de consumptie van deze levende micro-organismen de microbiële balans in ons maagdarmkanaal verbetert.
- Wat zijn probiotische voedingsmiddelen?
Gevolgtrekking
Microbiologie is van groot belang als basis- en toegepaste wetenschap. De basiswetenschap belicht de fysiologische, biochemische en moleculaire studies van micro-organismen. Toegepaste wetenschap richt zijn studies op industriële, voedsel- en ziekte- of ongediertebestrijdingsprocessen.
Ondanks de vooruitgang in de microbiologie in de afgelopen jaren, wordt geschat dat slechts één procent van alle soorten micro-organismen op de planeet is gecatalogiseerd. Hoewel ze al meer dan drie eeuwen onderwerp van studie zijn, is er nog veel ruimte voor de ontwikkeling van dit zeer belangrijke vakgebied.
