علم الجراثيم وأهدافه علم الجراثيم هو أحد فروع علم الأحياء الدقيقة الذي يهدف إلى دراسة البكتيريا والفيروسات والكائنات الدقيقة وعلاقتها بجميع المجالات مثل الطب والزراعة والصناعة وما إلى ذلك.
بيولوجي
- تأتي من كلمة يونانية تعني علم الأحياء أو الحياة، ومصطلح علم الأحياء مخصص لدراسة الكائنات وحيدة الخلية مثل البكتيريا.
- أو متعدد الخلايا، مثل النباتات والحيوانات والفطريات، ويدرس العمليات الجزيئية في الخلايا.
- وكيف تتطور الأنواع والأنواع، وتفاعلات النظام البيئي، علم يتفاعل مع جميع جوانب الحياة الفيزيائية والكيميائية.
انظر أيضًا: مقال عن تأثيرات المواد الكيميائية المسببة للسرطان على انقسام الخلايا وتكاثرها
أساسيات علم الأحياء
يعتمد هذا النوع من العلم على مفاهيم أساسية، وهي:
الرصيد:
- حيث يحافظ الجسم على بيئة داخلية ثابتة.
وحدة قياس:
- الكائنات الحية لها خصائص كيميائية وبيولوجية وفيزيائية معينة.
تطوير:
- هذا عامل مشترك لجميع الكائنات الحية.
تنوع:
- يشير إلى وجود تنوع بين الكائنات الحية من حيث الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية.
المواقف والسلوك:
- يعتبر علاقة الكائنات الحية ببعضها البعض ومع البيئة.
استمرارية:
- يُظهر قدرة الكائن الحي على التكاثر وإنشاء كائنات حية من نفس النوع، مما يسمح له بتجنب الانقراض.
التنوع البيولوجي
- التنوع والاختلاف في أحجام وأشكال الطبيعة ويتم تضمينه في عدة تعريفات ومقاييس، لذلك يوصف بأنه مقياس أمان للأجهزة البيولوجية.
- يلعب التنوع أيضًا دورًا مهمًا في الحفاظ على الحياة على الكوكب، حيث يركز كل اهتمامه على الكائنات الحية على سطح الكوكب.
- يشمل التركيب الجيني الكامل للكائنات الحية من جميع الأنواع، بالإضافة إلى التفاعلات التي تحدث بين جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب.
- يبدأ بالكائنات الدقيقة وينتهي بكائنات ضخمة مثل الحيتان والنباتات وما إلى ذلك. كما يشمل جميع أجزاء الأرض.
- يبلغ عدد الكائنات الحية التي تشكل التنوع البيولوجي حوالي خمسة وثمانين.
- المناطق المدارية هي أكثر المناطق تنوعًا بيولوجيًا، حيث يبلغ تركيز الكائنات الحية فيها حوالي ستة أضعاف في المناطق الأخرى.
أقسام التنوع البيولوجي
يصنف التنوع البيولوجي إلى أقسام:
التنوع الجيني:
- يشمل كل ما يتعلق بنقل خصائص الكائن الحي عبر الأجيال
تنوع الأنواع:
- يتميز بإدراج جميع الأنواع المختلفة في منطقة واحدة
تنوع النظم البيئية:
- إنه أكثر الأنواع تعقيدًا من حيث القياسات، نظرًا لوجود تداخل ملحوظ بين جميع الأقسام.
ما الذي يجعل الميكروبات مختلفة؟
للبكتيريا العديد من الخصائص، منها:
- إنها كائنات مجهرية، أي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، لكن لدراسة عالمها، تحتاج إلى استخدام مجهر.
- تكوين بسيط
- تتكون جدرانه من العديد من الأغشية
- أنت تخزن الطعام في هذه الأغلفة
- تختلف أحجام الجاميت حسب نوع الجنين
- التبادل عن طريق الانشطار الثنائي
- تتكون تغذية الجنين فقط من الغلاف الهوائي ويمكن أن يكون عضويًا أو غير عضوي
- يمكن العثور على البكتيريا على سطح الجنين
- يمكن أن تلتصق بالأسطح بسهولة
- يجب وضع الصبغة على الميكروبات تحت المجهر حتى تتمكن من رؤيتها بوضوح.
ظروف مناسبة لتكاثر الميكروبات
- أن الميكروبات لديها القدرة على التكيف مع بيئتها
- تتغذى من عملها الخاص، عندما تحضر المكونات غير العضوية بالضوء، وعندما تكون في الوسط الكيميائي الذي تحصل منه على طعامها.
- تفضل البيئة المائية النشا ونمو الميكروبات، وكلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد تكاثرها.
- يموت في درجات حرارة منخفضة أو يتوقف عن نشاطه
- كل ميكروب له بيئة نشطة فيه.
- يعتبر غاز الأكسجين ضروريًا للبكتيريا، ويتم تصنيف البكتيريا وفقًا لاحتياجاتها وتفاعلها مع الأكسجين.
- هناك أنواع يمكن أن تتكيف مع الأكسجين وبدونه
انظر أيضا: معلومات مهمة عن الجراثيم
أنواع الميكروبات
تتشكل الجراثيم الكروية على سلاسل متصلة ولها شكل غير متماثل وغير منتظم، والميكروبات التي تسبب الكوليرا هي أشباه عضويات.
نظرًا لقدرتها على التكاثر بأنفسها، تتميز اللولبيات بأحجام كبيرة وتسبب أيضًا مرض الزهايمر
الميكروبات والمشاكل الاقتصادية
- يمكن أن تسبب الجراثيم الممزوجة بالطعام التسمم الغذائي.
- تدخل البكتيريا في منتجات الألبان والجبن وبعض الأحماض أثناء معالجة الطعام.
- الميكروبات تؤثر على البيئة
- تؤثر الميكروبات على صحة الإنسان
- الميكروبات والحشرات التي تساعد في التخلص من التلوث البيئي
تاريخ اكتشاف البكتيريا
- ساهم عالم هولندي (Van Leeuwenhoek)، كان عالمًا طبيعيًا وعرف كيفية استخدام عدسة مكبرة بسيطة، في اكتشاف علم الجراثيم.
- رؤية الكائنات الحية الصغيرة في الماء، وكانت هذه المخلوقات تُعرف في ذلك الوقت بجزيئات الحيوانات.
- مع مرور الوقت ظهرت معلومات عن الميكروبات، وابتكر العلماء أدوات جديدة لدراستها، وفي القرن التاسع عشر اخترع المجهر.
- وهكذا أصبحت دراسة الميكروبات أسهل، وتم التعرف على أشكالها وحركاتها ودورها في التخمير والمرض.
تطوير علم الجراثيم
- كان العالم (فرديناند كوهن) أول من قسّم البكتيريا عندما قسّمها حسب شكلها.
- قام عالمان (لويس باستير وروبرت كوخ) بالكثير من الأبحاث حتى درسوا دور البكتيريا في إحداث المرض لدى البشر ورفضوا نظرية التولد الذاتي.
- تمكن العالم (باستور) بين الأعوام (1880-1881) من تلقيح الحيوانات ضد مرض تسببه البكتيريا.
- كانت هذه هي البوابة التي فتحت للدراسة وإنتاج اللقاحات والأمصال المناعية للوقاية من الأمراض وعلاجها.
- بمرور الوقت، أجرى العلماء المزيد من التجارب والأبحاث حتى توصلوا إلى طرق حديثة لدراسة البكتيريا.
- استخدموا الأصباغ التي سهلت رؤية البكتيريا.
- بعد إجراء العديد من التجارب، قاموا بفصل الكائنات الدقيقة باستخدام أطباق تحتوي على مكونات طعام ممزوجة بالغراء أو الجيلاتين.
- خلص العلماء إلى أنه يمكنهم الاستفادة من البكتيريا في الزراعة وإنتاج الألبان وإنتاج الجبن والعديد من الأغراض المفيدة الأخرى.
أساسيات علم الجراثيم
- البكتيريا هي كائنات بدائية النواة أحادية الخلية. أي أنه لا يحتوي على نواة حقيقية ولا عضيات مرتبطة بالغشاء مثل الميتوكوندريا.
- مثل جميع الكائنات الحية، تحتوي البكتيريا على مادة وراثية من الحمض النووي توجد كخيط دائري واحد يتواجد في البلازميدات.
- البلازميدات عبارة عن جزيئات دائرية صغيرة توجد في البكتيريا.
- لا يحتوي الحمض النووي البكتيري على هيستونات. هذه بروتينات توجد في كروموسومات الكائنات الحية ولها نواة حقيقية.
- بينما يحيط بالخلية البكتيرية غشاء خلوي محاط بجدار خلوي يتكون عادة من الببتيدوغليكان.
أنواع البكتيريا
صنف العلماء البكتيريا إلى عدة فئات، ولكن من حيث شكلها إلى أربعة أنواع:
- البكتيريا الكروية
- البكتيريا العضوية.
- و Helicobacter pylori.
- بكتيريا الضمة.
تحتوي العديد من العضيات والبكتيريا Vibrio على سوط يساعد في الحركة، بينما تحتوي البكتيريا الأخرى على أهداب تسهل نقل الحمض النووي بين أزواج من البكتيريا.
تحمي البكتيريا نفسها من خلال إحاطة نفسها بأبواغ سميكة من الظروف البيئية المعاكسة مثل الجفاف والحرارة الشديدة.
الكيماويات السامة والإشعاع. وبالتالي، يمكن أن تظل الجراثيم نائمة لفترات طويلة جدًا، ربما لمئات السنين، حتى تعود الظروف إلى طبيعتها.
شاهد أيضاً: استكشاف مزايا المجهر الضوئي ومكوناته
تحدثنا عن كل ما تحتاج إلى معرفته بشكل تمهيدي ومبسط ومكثف حول علم الأحياء الدقيقة، ولا سيما الميكروبات، وفوائدها وأضرارها، والقليل عن البكتيريا.
علمنا أيضًا أنها تشارك في مجالات تسمى الحقول البكتيرية أو مجالات معالجة البكتيريا، مثل إنتاج الألبان وغيرها من المجالات التي تشكل جزءًا من عالم الفحص المجهري.