12:43 ص
البيولوجيا
كتاب : الميكروبيولوجيا العامة : الدليل العملي
الكائنات الدقيقة هي أشكال الحياة السائدة على الأرض ، وتوجد تقريبًا في كل بيئة يمكن تصورها ، وهي ضرورية لاستمرار الحياة على هذا الكوكب. هناك خمس مجموعات أساسية من الكائنات الحية الدقيقة:
عادة ما تكون البكتيريا كائنات أحادية الخلية ، مجهرية ، بدائية النواة تتكاثر عن طريق الانشطار الثنائي.
الفطريات (الخمائر والعفن) عادة ما تكون فطريات أحادية الخلية ومجهرية وحقيقية النواة تتكاثر لاجنسيًا عن طريق التبرعم. عادة ما تكون العفن فطريات خيطية حقيقية النواة تتكاثر عن طريق إنتاج أبواغ تكاثرية لاجنسية.
عادة ما تكون الفيروسات عبارة عن جسيمات معدية لا خلوية تحت المجهر لا يمكن أن تتكاثر إلا داخل خلية مضيفة حية. تمتلك الغالبية العظمى من الفيروسات إما DNA أو RNA ، ولكن ليس كلاهما.
البروتوزوا هي كائنات حية وحيدة الخلية مجهرية وحقيقية النواة تفتقر إلى جدار خلوي.
عادة ما تكون الطحالب كائنات دقيقة حقيقية النواة تقوم بعملية التمثيل الضوئي.
يميل معظم الناس إلى التفكير في الكائنات الحية الدقيقة على أنها ضارة بسبب دورها في التسبب في الأمراض المعدية للإنسان والحيوانات الأخرى ، والخسارة الزراعية نتيجة للأمراض المعدية للنباتات وفساد الطعام. ومع ذلك ، فإن الحقيقة هي أن الغالبية العظمى من الكائنات الحية الدقيقة ليست ضارة ولكنها مفيدة بالأحرى. بدونهم لن تكون هناك حياة على الأرض. لذلك ، سنبدأ هذه الدورة من خلال النظر في عدد قليل من الفوائد العديدة للنشاط الميكروبي على هذا الكوكب.
إنتاج الغذاء: تستخدم العديد من المنتجات الغذائية الكائنات الحية الدقيقة في إنتاجها. وتشمل عمليات التخمير الميكروبية المستخدمة لإنتاج الزبادي واللبن والجبن والمشروبات الكحولية والخبز المخمر ومخلل الملفوف والمخللات والكيمتشي.
إنتاج الطاقة وتنظيف البيئة: الميثان ، أو الغاز الطبيعي ، هو نتاج الكائنات الحية الدقيقة المولدة للميثان. تلتقط العديد من الميكروبات المائية الطاقة الضوئية وتخزنها في جزيئات تستخدم كغذاء ثم تستخدمها الكائنات الحية الأخرى. يمكن تحويل نفايات الحيوانات والنفايات المنزلية والكتلة الحيوية والحبوب إلى وقود حيوي مثل الإيثانول والميثان بواسطة الكائنات الحية الدقيقة. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال عملية تسمى المعالجة الحيوية ، يمكن تنظيف بعض الملوثات مثل المبيدات الحشرية والمذيبات وانسكابات النفط بمساعدة الميكروبات.
استدامة الزراعة: من خلال أدوارها في إعادة تدوير النيتروجين والكربون والكبريت ، تستطيع الكائنات الحية الدقيقة تحويل هذه العناصر الأساسية إلى أشكال يمكن أن تستخدمها النباتات في نموها. كما أنها ضرورية في تمكين الحيوانات المجترة مثل الأبقار والأغنام من هضم السليلوز من الأعشاب التي تأكلها.
إنتاج منتجات جينية طبيعية مفيدة أو منتجات من الهندسة الحيوية. تشمل الأمثلة إنزيمات معينة ومضادات حيوية ولقاحات وأدوية مثل الأنسولين البشري والإنترفيرون وهرمونات النمو.
الكائنات الحية الدقيقة والميكروبيوم البشرية: أين نكون بدون الكائنات الحية الدقيقة؟ بينما يحتوي جسم الإنسان النموذجي على ما يقدر بنحو 37 تريليون خلية بشرية ، فإنه يحتوي أيضًا على أكثر من 100 تريليون بكتيريا وميكروبات أخرى. يحتوي جسم الإنسان على 3 أضعاف عدد الخلايا البكتيرية مثل الخلايا البشرية! تقدر كتلة الجراثيم البشرية بـ 2.5 رطل.
العلاقة التكافلية المعقدة ذات المنفعة المتبادلة بين البشر وميكروباتهم الطبيعية أمر بالغ الأهمية لصحة جيدة. من المعترف به الآن أن ملايين الجينات المرتبطة بالميكروبات في جسم الإنسان - خاصة في الأمعاء - تساعد في هضم العديد من الأطعمة ، وتنظيم مسارات التمثيل الغذائي المتعددة للمضيف ، وتنظيم دفاعات الجسم المناعية. يشار إلى هذه الميكروبات الجماعية وجيناتها بالميكروبيوم البشري. يوجد حاليًا ما يقدر بـ 5،000،000 - 10،000،000 من الجينات من أكثر من 1000 نوع التي تشكل الميكروبيوم البشري مقارنة بما يقرب من 20000 - 23000 من الجينات التي تشكل الجينوم البشري. يوجد ما يقرب من 300 جين غير بشري في جسم الإنسان مقابل كل جين بشري.
يعد التفاعل المفيد للطرفين بين المضيف البشري والميكروبات المقيمة فيه ضروريًا لصحة الإنسان. تنتج الجينات الميكروبية مستقلبات أساسية للمضيف بينما تساهم الجينات البشرية في تطوير الكائنات الحية الدقيقة. يساعد الميكروبيوم في ما يلي:
هضم العديد من الأطعمة ، وخاصة السكريات النباتية التي عادة ما تكون غير قابلة للهضم من قبل البشر.
تنظيم العديد من مسارات التمثيل الغذائي للمضيف. يتم استقلاب العديد من الركائز في جسم الإنسان من خلال مجموعة من الجينات من كل من الميكروبيوم والجينوم البشري. يوجد داخل القناة المعوية اتصال كيميائي مستمر ليس فقط بين الأنواع الميكروبية ولكن أيضًا بين الخلايا الميكروبية والخلايا البشرية. يمكن لعوامل متعددة ، بما في ذلك النظام الغذائي ، واستخدام المضادات الحيوية ، والمرض ، ونمط الحياة ، وبيئة الشخص أن تغير تكوين الجراثيم داخل الجهاز الهضمي ، ونتيجة لذلك ، تؤثر على الكيمياء الحيوية للمضيف وقابلية الجسم للإصابة بالأمراض. تم ربط الاضطرابات الأيضية مثل مرض السكري ، ومرض الكبد الدهني غير الناجم عن شرب الكحول ، وارتفاع ضغط الدم ، والسمنة ، وقرحة المعدة ، وسرطان القولون ، وربما بعض التغيرات المزاجية والسلوكية من خلال الإشارات الهرمونية ، بالتغيرات في الكائنات الحية الدقيقة.
نظرًا لأن التعرض لهذه الكائنات البشرية الشائعة والاستعمار معها قد تغير بشكل كبير بمرور الوقت نتيجة لقلة التعرض للطين والبراز الحيواني والبشري وبويضات الديدان الطفيلية ، إلى جانب استخدام المضادات الحيوية المتزايدة التي تقضي على النباتات الطبيعية وتحسين الصرف الصحي والتغيرات في النظام الغذائي البشري ، وزيادة معدل العمليات القيصرية ، وانخفاض معدل الرضاعة الطبيعية ، وتحسين طرق تجهيز وحفظ الطعام ، ومعدلات الحساسية ، والربو التحسسي ، وأمراض المناعة الذاتية (مرض الأمعاء الالتهابي ، ومرض كرون ، ومتلازمة القولون العصبي ، والنوع -1 والنوع 2 من مرض السكري ، والتصلب المتعدد على سبيل المثال) قد زاد بشكل كبير في البلدان المتقدمة بينما ظل منخفضًا نسبيًا في الأجزاء غير المتطورة والأكثر زراعية من العالم.
الكائنات الحية الدقيقة متنوعة للغاية. وهي تشمل البكتيريا والفطريات والطحالب والبروتوزوا ؛ نباتات مجهرية (طحالب خضراء) ؛ والحيوانات مثل الروتيفر و المستورقات. يشتمل بعض علماء الأحياء الدقيقة أيضًا على الفيروسات ، لكن البعض الآخر يعتبرها غير حية. معظم الكائنات الحية الدقيقة أحادية الخلية ، لكن هذا ليس عالميًا ، لأن بعض الكائنات متعددة الخلايا مجهرية. بعض الطلائعيات والبكتيريا وحيدة الخلية ، مثل Thiomargarita namibiensis ، تكون عيانية ومرئية للعين المجردة.
تعيش الكائنات الحية الدقيقة في جميع أجزاء المحيط الحيوي حيث توجد مياه سائلة ، بما في ذلك التربة والينابيع الحارة ، وفي قاع المحيط وفي أعالي الغلاف الجوي وفي عمق الصخور داخل قشرة الأرض. والأهم من ذلك ، أن هذه الكائنات حيوية للإنسان والبيئة ، لأنها تشارك في دورات عنصر الأرض ، مثل دورة الكربون ودورة النيتروجين.
تقوم الكائنات الحية الدقيقة أيضًا بأدوار حيوية أخرى في جميع النظم البيئية تقريبًا ، مثل إعادة تدوير بقايا الكائنات الحية الأخرى ومنتجات النفايات من خلال التحلل. تحتل الميكروبات مكانة مهمة في معظم الكائنات الحية متعددة الخلايا ذات الترتيب الأعلى باعتبارها متكافلة ، كما يتم استغلالها أيضًا من قبل الأشخاص في التكنولوجيا الحيوية ، سواء في تحضير الأطعمة والمشروبات التقليدية ، أو في التقنيات الحديثة القائمة على الهندسة الوراثية. ومع ذلك ، فإن الميكروبات المسببة للأمراض ضارة لأنها تغزو وتنمو داخل الكائنات الحية الأخرى ، وتسبب أمراضًا تقتل البشر والحيوانات والنباتات.
-----------------
-------------------------------
ليست هناك تعليقات: