NộI Dung
- Các loại vi sinh vật
- Phân loại vi sinh vật trong vi sinh vật
- Lịch sử vi sinh vật học
- Vi sinh vật truyền nhiễm
- Vi sinh vật hữu ích cho con người
- Lĩnh vực vi sinh
- Tương lai của vi sinh
Lĩnh vực vi sinh vật học rất quan trọng đối với con người, không chỉ do các bệnh truyền nhiễm gây ra bởi những vi sinh vật này mà bởi vì các vi sinh vật "tốt" cần thiết cho chúng ta sống trên hành tinh. Xét rằng vi khuẩn trong và trên cơ thể chúng ta nhiều hơn số lượng tế bào của chúng ta, lĩnh vực nghiên cứu này có thể được coi là một trong những lĩnh vực kiến thức và nghiên cứu quan trọng nhất.
Các loại vi sinh vật
Vi sinh vật, hoặc "vi sinh" là những sinh vật sống nhỏ. Hầu hết những sinh vật này không thể được nhìn thấy bằng mắt thường, và cho đến khi phát minh ra kính hiển vi và lý thuyết vi trùng, chúng ta không biết chúng phong phú đến mức nào.
Vi khuẩn được tìm thấy ở hầu hết mọi nơi trên trái đất. Chúng được tìm thấy trong các vũng nước sôi ở Yellowstone và trong các miệng núi lửa ở độ sâu thấp nhất của biển. Chúng có thể sống trong đồng muối và một số phát triển mạnh trong nước mặn (rất nhiều để sử dụng muối làm chất bảo quản.) Một số cần oxy để phát triển và một số khác thì không.
Vi sinh vật "khó khăn nhất" trên thế giới là một loại vi khuẩn được gọi là Deinococcus radio trans, một loại vi khuẩn có thể chịu được bức xạ ở mức độ phi thường như tên gọi của nó, nhưng cũng có thể tồn tại mà không cần nước, tiếp xúc với axit mạnh và ngay cả khi được đặt trong chân không.
Phân loại vi sinh vật trong vi sinh vật
Có nhiều cách khác nhau mà các nhà khoa học đã phân loại, và bằng cách đó, họ đã cố gắng tìm ra ý nghĩa của hàng triệu vi khuẩn ở giữa chúng ta.
Đa tế bào so với Unicellular và Acellular
Một trong những cách phân loại vi sinh vật là xem chúng có tế bào hay không và nếu có thì có bao nhiêu tế bào. Vi sinh vật có thể là:
- Đa bào - Có nhiều hơn một tế bào.
- Unicellular - Có một ô duy nhất.
- Tế bào - Thiếu tế bào, chẳng hạn như virus và prion. (Prion thường được gọi là "protein lây nhiễm" hơn là vi sinh.)
Sinh vật nhân chuẩn vs Sinh vật nhân sơ
Một cách khác mà vi sinh vật được phân loại liên quan đến loại tế bào. Chúng bao gồm sinh vật nhân thực và sinh vật nhân sơ:
- Sinh vật nhân chuẩn là vi sinh vật có "tế bào phức hợp" có nhân thực và các bào quan có màng bao bọc. Ví dụ về sinh vật nhân chuẩn bao gồm giun sán (giun), động vật nguyên sinh, tảo, nấm và nấm men.
- Sinh vật nhân sơ là những vi khuẩn có "tế bào đơn giản" không có nhân thực và thiếu các bào quan có màng bao bọc. Ví dụ bao gồm vi khuẩn.
Các loại vi sinh vật chính
Các loại vi khuẩn khác nhau cũng có thể được chia thành:
- Ký sinh trùng: Ký sinh trùng đôi khi đáng sợ hơn các vi sinh vật khác, ít nhất là khi chúng có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Ký sinh trùng bao gồm giun sán (giun chỉ), sán, động vật nguyên sinh, và những loài khác. Ví dụ về nhiễm ký sinh trùng bao gồm sốt rét, giardia và bệnh ngủ ở châu Phi. Bệnh giun đũa (giun đũa) được biết là đã lây nhiễm cho 1 tỷ người trên toàn thế giới.
- Nấm và nấm men: Nấm là vi sinh vật về một số mặt tương tự như thực vật. Nấm men là một loại nấm. Ví dụ như bệnh nấm da chân hoặc các loại nhiễm trùng nấm men khác, tất cả đều thuộc nhóm nhiễm nấm. Danh mục này cũng bao gồm nấm và nấm mốc. Giống như vi khuẩn, chúng ta cũng có nhiều loại "nấm tốt" sống trên cơ thể và không gây bệnh.
- Vi khuẩn: Chúng ta có nhiều vi khuẩn trong và trên cơ thể hơn các tế bào của con người, nhưng phần lớn những vi khuẩn này là "vi khuẩn lành mạnh". Chúng bảo vệ chúng ta chống lại sự lây nhiễm từ các vi khuẩn xấu hoặc bệnh lý và đóng một vai trò trong việc tiêu hóa thức ăn của chúng ta. Ví dụ về các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gây ra bao gồm bệnh lao và viêm họng hạt.
- Vi rút: Vi rút có rất nhiều trong tự nhiên, mặc dù loại vi rút mà hầu hết mọi người quen thuộc là vi rút gây bệnh cho người. Vi rút cũng có thể lây nhiễm các vi sinh vật khác như vi khuẩn, cũng như thực vật. Tiêm chủng đã làm giảm nguy cơ mắc một số bệnh đáng sợ, nhưng những bệnh khác, chẳng hạn như Ebola và vi rút Zika, nhắc nhở chúng ta rằng chúng ta chưa bắt đầu chinh phục những con quỷ nhỏ này.
- Prion: Hầu hết các nhà khoa học vào thời điểm này không phân loại prion là vi sinh vật, mà là "protein lây nhiễm". Điều đó nói rằng, chúng thường được nghiên cứu bởi các nhà virus học. Prion về cơ bản là một đoạn protein gấp khúc bất thường và thoạt đầu có thể không có vẻ đáng sợ. Tuy nhiên, các bệnh prion như bệnh bò điên là một số bệnh truyền nhiễm đáng sợ nhất.
Lịch sử vi sinh vật học
Những gì chúng ta biết hiện nay về vi sinh vật và sẽ được thảo luận thêm bên dưới là tương đối mới trong lịch sử. Hãy cùng nhìn lại lịch sử của vi sinh vật học:
Kính hiển vi đầu tiên / vi sinh vật đầu tiên được hình dung: Bước tiến quan trọng đầu tiên trong vi sinh vật học xuất hiện khi van Leeuwenhoek (1632-1723) tạo ra chiếc kính hiển vi thấu kính đơn đầu tiên. Thông qua một ống kính có độ phóng đại khoảng 300X, lần đầu tiên anh ấy có thể hình dung ra vi khuẩn (từ những mảnh vụn trên răng của mình).
Phát triển lý thuyết mầm: Cơ thể con người được ba nhà khoa học công nhận là nguồn lây nhiễm:
- Tiến sĩ Oliver Wendall Holmes phát hiện ra rằng những phụ nữ sinh con tại nhà ít có nguy cơ bị nhiễm trùng hơn những phụ nữ sinh tại bệnh viện.
- Tiến sĩ Ignaz Semmelweis liên quan đến nhiễm trùng với các bác sĩ trực tiếp từ phòng khám nghiệm tử thi đến khoa sản mà không rửa tay.
- Joseph Lister giới thiệu các kỹ thuật vô trùng, bao gồm cả rửa tay và sử dụng nhiệt để khử trùng.
Lý thuyết về mầm: Hai người được ghi nhận nhiều nhất với việc chấp nhận lý thuyết vi trùng là Louis Pasteur và Robert Koch:
- Louis Pasteur (1822-1895): Pasteur được ghi nhận với lý thuyết phát sinh sinh học, lưu ý rằng tất cả các sinh vật sống đều đến từ một cái gì đó chứ không phải là quan điểm phổ biến vào thời điểm phát sinh tự phát. Ông cho rằng nhiều bệnh là do vi sinh vật gây ra (chứ không phải do tội lỗi, sự giận dữ của Chúa và các nguyên nhân tiềm ẩn khác.) Ông đã chỉ ra rằng vi sinh vật là nguyên nhân gây ra quá trình lên men và hư hỏng và phát triển phương pháp gọi là thanh trùng vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Ông cũng đã phát triển vắc-xin bệnh dại và bệnh than.
- Robert Koch (1843-1910): Koch là tác giả của "Định đề Koch" loạt các bước khoa học chứng minh lý thuyết vi trùng và đã được sử dụng trong các nghiên cứu khoa học kể từ đó (với một số sửa đổi.) Ông đã xác định được nguyên nhân của bệnh lao, bệnh than và bệnh tả.
Kể từ thời điểm đó, một số mốc bao gồm:
- 1892 - Dmitri Iosifovich Ivanoski phát hiện ra virus đầu tiên.
- 1928 - Alexander Fleming phát hiện ra penicillin.
- 1995 - Trình tự bộ gen vi sinh vật đầu tiên được công bố.
Vi sinh vật truyền nhiễm
Khi chúng ta nghĩ đến vi sinh vật, hầu hết chúng ta nghĩ đến bệnh tật, mặc dù những "con bọ" nhỏ này nhìn chung có khả năng giúp chúng ta nhiều hơn là làm tổn thương chúng ta. (Hãy nhớ đọc về "vi sinh tốt" bên dưới.)
Cách đây chưa đầy một thế kỷ, và hiện nay, ở nhiều nơi trên thế giới, nhiễm vi sinh vật là nguyên nhân tử vong hàng đầu. Tuổi thọ ở Hoa Kỳ được cải thiện đáng kể trong thế kỷ qua không chỉ vì chúng ta đang sống lâu hơn, mà chủ yếu là vì ít trẻ em chết trong thời thơ ấu hơn.
Tại Hoa Kỳ, bệnh tim và ung thư hiện là nguyên nhân gây tử vong thứ nhất và thứ hai. Theo Tổ chức Y tế Thế giới, ở các nước có thu nhập thấp trên toàn thế giới, nguyên nhân tử vong hàng đầu là nhiễm trùng đường hô hấp dưới, sau đó là bệnh tiêu chảy.
Sự ra đời của vắc-xin và thuốc kháng sinh, cộng với quan trọng hơn là nước sạch, đã làm giảm bớt mối quan tâm của chúng ta về các sinh vật lây nhiễm, nhưng sẽ không nên kiêu ngạo. Ở thời điểm hiện tại, chúng ta không chỉ phải đối mặt với các bệnh truyền nhiễm mới nổi mà còn cả tình trạng kháng kháng sinh.
Vi sinh vật hữu ích cho con người
Mặc dù chúng ta hiếm khi nói về nó, nhưng vi sinh vật không chỉ hữu ích mà còn cần thiết trong hầu hết mọi khía cạnh của cuộc sống của chúng ta. Vi sinh vật quan trọng trong:
- Bảo vệ cơ thể chúng ta chống lại vi khuẩn "xấu".
- Làm thực phẩm: Từ sữa chua đến đồ uống có cồn, lên men là một phương pháp mà sự phát triển của vi khuẩn được sử dụng để tạo ra thực phẩm. Tuy nhiên, đây là một ví dụ, vi khuẩn là phần cuối của chuỗi thức ăn trong phần lớn sự sống.
- Sự phân hủy các chất thải trên mặt đất và tái chế các khí trong khí quyển bên trên. Vi khuẩn thậm chí có thể giúp xử lý các chất thải khó xử lý như dầu tràn và chất thải hạt nhân.
- Sản xuất các vitamin như vitamin K và một số vitamin B. Vi khuẩn cũng vô cùng quan trọng đối với quá trình tiêu hóa.
- Lưu trữ thông tin: Lĩnh vực mật mã thậm chí còn đang xem xét các cách thức mà vi khuẩn có thể được sử dụng như một ổ cứng để lưu trữ thông tin.
Không chỉ vi sinh thực hiện nhiều chức năng cho chúng tôi-họ là một phần của chúng tôi. Người ta cho rằng vi khuẩn trong và trên cơ thể chúng ta nhiều hơn số lượng tế bào của chúng ta từ 10 đến một.
Bạn có thể đã nghe nói mới nhất về việc ăn uống lành mạnh. Ngoài việc ăn bông cải xanh và quả việt quất, hầu hết các chuyên gia sức khỏe đều khuyên bạn nên ăn thực phẩm lên men hàng ngày, hoặc ít nhất là thường xuyên. Nếu không có vi khuẩn, sẽ không có quá trình lên men.
Khi mới sinh, trẻ sơ sinh không có vi khuẩn trong cơ thể. Chúng có được những vi khuẩn đầu tiên khi chúng đi qua ống sinh sản. (Một số người cho rằng việc không tiếp xúc với vi khuẩn qua ống sinh là lý do tại sao béo phì và dị ứng phổ biến hơn ở trẻ sinh mổ.)
Nếu bạn đã đọc tin tức gần đây, thậm chí người ta đã công nhận rằng vi khuẩn trong ruột của chúng ta chịu trách nhiệm cho tâm trạng hàng ngày của chúng ta. Nghiên cứu về hệ vi sinh vật hiện đang được sử dụng để giải thích nhiều điều, chẳng hạn như tại sao kháng sinh có thể dẫn đến tăng cân.
Lĩnh vực vi sinh
Có một số lĩnh vực khác nhau trong lĩnh vực vi sinh vật học. Ví dụ về một số trường này được chia nhỏ theo loại sinh vật bao gồm:
- Ký sinh trùng: Nghiên cứu về ký sinh trùng
- Mycology: Nghiên cứu về nấm
- Vi khuẩn học: Nghiên cứu vi khuẩn
- Virus học: Nghiên cứu về virus
- Động vật nguyên sinh: Nghiên cứu động vật nguyên sinh
- Phycology: Nghiên cứu về tảo
Các lĩnh vực vi sinh cũng có thể được chia nhỏ theo phạm vi để bao gồm nhiều chủ đề. Một vài ví dụ trong số nhiều ví dụ bao gồm:
- Sinh lý vi sinh vật (tăng trưởng, trao đổi chất và cấu trúc của vi sinh vật)
- Di truyền vi sinh vật
- Sự tiến hóa của vi sinh vật
- Vi sinh môi trường
- Vi sinh công nghiệp (ví dụ, xử lý nước thải)
- Vi sinh thực phẩm (lên men)
- Công nghệ sinh học
- Xử lý sinh học
Tương lai của vi sinh
Lĩnh vực vi sinh học rất hấp dẫn và còn nhiều điều chúng ta chưa biết. Những gì chúng tôi có được có lẽ là kiến thức nhiều nhất trong lĩnh vực này là có rất nhiều điều để học hỏi.
Vi khuẩn không chỉ có thể gây bệnh mà còn có thể được sử dụng để phát triển các loại thuốc chống lại các vi khuẩn khác (ví dụ, penicillin).
Một trong những lý do quan trọng nhất để mọi người tìm hiểu về vi sinh vật học là tôn trọng những "sinh vật" hơn chúng ta. Người ta cho rằng tình trạng kháng thuốc kháng sinh gia tăng do việc sử dụng không chỉ thuốc kháng sinh mà còn cả xà phòng diệt khuẩn. Và đó là chỉ khi nhìn vào các vi sinh vật chúng ta hiện tại mới nhận ra. Với các bệnh truyền nhiễm đang nổi lên, và với khả năng chúng ta có thể đi du lịch hầu hết mọi nơi trên thế giới trên ba chuyến bay, rất cần các nhà vi sinh vật học phải được đào tạo và chuẩn bị.