علم الجراثيم وأغراضه، علم الجراثيم هو أحد فروع علم الأحياء الدقيقة الذي يشير إلى دراسة البكتيريا والفيروسات والكائنات الدقيقة وعلاقتها في جميع المجالات مثل الطب والزراعة والصناعة وغيرها.
بيولوجي
- تأتي من الكلمة اليونانية، والتي تعني علم الأحياء أو الحياة، والمفهوم هو علم الأحياء لدراسة الكائنات وحيدة الخلية مثل البكتيريا.
- أو متعدد الخلايا، مثل النباتات والحيوانات والفطريات، ويدرس العمليات الجزيئية للخلايا.
- وكيف تتطور الأنواع والأنواع، وتفاعل النظم البيئية، علم يتعامل مع جميع جوانب الحياة الفيزيائية والكيميائية.
انظر أيضًا: مقال عن تأثير المواد الكيميائية المسببة للسرطان على انقسام الخلايا وتكاثرها
أساسيات علم الأحياء
يعتمد هذا النوع من العلم على مفاهيم أساسية، وهي:
الرصيد:
- حيث يحافظ الكائن الحي على بيئته الداخلية ثابتة.
وحدة:
- الكائنات الحية لها خصائص كيميائية وبيولوجية وفيزيائية محددة.
تقدم:
- هذا هو السبب المشترك لجميع الكائنات الحية.
تفاوت:
- يشير إلى وجود تنوع في الكائنات الحية في الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية.
العلاقات والسلوكيات:
- النظر في علاقة الكائنات ببعضها البعض وبيئتها.
يكمل:
- يُظهر قدرة الكائن الحي على التكاثر وإنتاج الكائنات الحية من نفس النوع ويتجنب الانقراض.
التنوع البيولوجي
- التنوع والاختلاف في أبعاد وأشكال الطبيعة، ويدخل في بعض التعريفات والأبعاد، لذلك يوصف بأنه مقياس لسلامة الأجهزة البيولوجية.
- يلعب التنوع أيضًا دورًا مهمًا في الحفاظ على الحياة على الكوكب، حيث يركز كل الاهتمام على الكائنات الحية على سطح الكوكب.
- يشمل كل التركيب الجيني للكائنات من جميع الأنواع، وهو أيضًا تفاعل يحدث بين جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب.
- يبدأ بالكائنات الدقيقة وينتهي بكائنات أكبر مثل الحيتان والنباتات وما إلى ذلك. كما تشمل جميع أجزاء الأرض.
- يبلغ عدد الكائنات الحية التي تشكل التنوع البيولوجي حوالي خمسة وثمانين.
- المناطق المدارية هي أكثر المناطق ثراءً بالتنوع البيولوجي، حيث تتركز الكائنات الحية حوالي ستة أضعاف عن المناطق الأخرى.
أقسام التنوع البيولوجي
يتم تصنيف التنوع البيولوجي إلى أقسام:
التنوع الجيني:
- يتضمن كل ما يتعلق بوراثة خصائص الكائن الحي عبر الأجيال
تنوع الأنواع:
- يتميز بإدراج جميع الأنواع المختلفة في نفس المنطقة
تنوع النظام البيئي:
- وهي الأصعب من بين جميع الأنواع من حيث القياسات، وذلك لوجود تداخل ملحوظ بين جميع الأقسام.
ما الذي يميز الجراثيم؟
للبكتيريا العديد من الخصائص، منها:
- إنها كائنات مجهرية، أي لا يمكن رؤيتها بالعين، لكن يجب استخدام المجهر لفحص عالمها.
- تكوين بسيط
- تحتوي جدرانه على العديد من الأغشية
- في هذه الأغلفة تقوم بتخزين الطعام
- يختلف حجم الخلايا الجرثومية حسب نوع الجراثيم
- المشاركة عن طريق الانشطار الثنائي
- يتكون طعام الجراثيم فقط من الغلاف الهوائي وهو عضوي أو غير عضوي
- تظهر البكتيريا على سطح الجراثيم
- تلتصق بالأسطح بسهولة
- يجب وضع الصبغة على سطح الجراثيم تحت المجهر حتى تتمكن من رؤيتها بوضوح.
ظروف مناسبة لتكاثر الجراثيم
- أن الجراثيم لديها القدرة على التكيف مع بيئتها
- تتغذى من عملها الخاص، حيث تحضر المواد غير العضوية من خلال الضوء، وعندما تكون في وسط كيميائي تحصل منه على الغذاء.
- يساعد الوسط المائي الجراثيم على النشا والتكاثر، وكلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد تكاثرها.
- يموت عند درجة حرارة منخفضة أو يتوقف عن نشاطه
- كل ميكروب له وسطه النشط.
- غاز الأكسجين مهم جدًا للبكتيريا، وتصنف البكتيريا حسب حاجتها وتفاعلها مع الأكسجين.
- هناك أنواع يمكن أن تتكيف مع الأكسجين أم لا
انظر أيضا: معلومات مهمة عن الجراثيم
نوع الجراثيم
تتشكل الجراثيم الكروية في سلاسل متصلة ويكون شكلها غير متماثل وغير منتظم، والجراثيم التي تسبب الكوليرا هي عضويات.
نظرًا لقدرتها على تكوين نفسها، تتميز اللولبيات بحجمها الكبير، كما أنها تسبب مرض الزهايمر.
الجراثيم والمشاكل الاقتصادية
- يمكن أن تسبب الجراثيم الممزوجة بالطعام التسمم الغذائي.
- تدخل البكتيريا في تصنيع منتجات الألبان والجبن وبعض الأحماض.
- تؤثر الجراثيم على البيئة
- يمكن أن تؤثر الجراثيم على صحة الإنسان
- الجراثيم والحشرات التي تساعد في القضاء على التلوث البيئي
تاريخ اكتشاف البكتيريا
- كان للعالم الهولندي (Van Leeuwenhoek) دور في اكتشاف علم الجراثيم، فقد كان عالمًا طبيعيًا ويمكنه استخدام عدسة مكبرة بسيطة.
- اكتشاف كائنات حية صغيرة في الماء وعرفت هذه المخلوقات في ذلك الوقت بجزيئات حيوانية.
- مع مرور الوقت، تطورت المعلومات حول الجراثيم وطور العلماء أدوات جديدة لدراستها، وفي القرن التاسع عشر اخترع المجهر.
- وهكذا، أصبحت دراسة الجراثيم أسهل، وتم التعرف على أشكالها وأفعالها وأدوارها في التخمير والمسببة للأمراض.
تقدم علم الجراثيم
- كان العالم (فرديناند كوهن) أول من قسّم البكتيريا عندما قسمها حسب شكلها.
- قام العالمان (لويس باستير وروبرت كوخ) بالعديد من الدراسات حتى وصلوا لاستكشاف دور البكتيريا في إحداث المرض لدى البشر وإنكار نظرية التكاثر التلقائي.
- استطاع العالم (باستور) بين الأعوام (1880-1881) تطعيم الحيوانات ضد مرض تسببه البكتيريا.
- هذه هي البوابة التي تم فتحها لدراسة وإنتاج اللقاحات والأمصال المناعية للوقاية من الأمراض وعلاجها.
- مع مرور الوقت، أجرى العلماء العديد من التجارب والأبحاث حتى فكروا في استخدام الأساليب الحديثة لدراسة البكتيريا.
- يستخدمون الأصباغ لتسهيل رؤية البكتيريا.
- من خلال العديد من التجارب، قاموا بفصل الكائنات الحية الصغيرة باستخدام أطباق بها مكونات طعام ممزوجة بالغراء أو الجيلاتين.
- خلص العلماء إلى أنه يمكنهم الاستفادة من البكتيريا في الزراعة وإنتاج الحليب والجبن والعديد من الاستخدامات المفيدة الأخرى.
أساسيات علم الجراثيم
- البكتيريا هي كائنات بدائية النواة وحيدة الخلية. أي أنه لا يحتوي على نواة حقيقية ولا عضيات مرتبطة بالغشاء مثل الميتوكوندريا.
- مثل جميع الكائنات الحية، تحتوي البكتيريا على المادة الوراثية DNA، والتي تكون على شكل سلسلة دائرية، توجد في البلازميدات.
- البلازميدات هي جزيئات صغيرة مستديرة توجد في البكتيريا.
- لا يحتوي الحمض النووي البكتيري على هيستونات. إنها بروتينات موجودة في كروموسومات الكائنات الحية التي لها نواة حقيقية.
- بينما يحيط بالخلية البكتيرية غشاء خلوي محاط بجدار خلوي يتكون عادة من الببتيدوغليكان.
نوع البكتيريا
يصنف العلماء البكتيريا إلى عدة أنواع، ولكن من حيث شكلها إلى أربعة أنواع:
- البكتيريا المستديرة
- البكتيريا العضوية.
- و Helicobacter pylori.
- بكتيريا الضمة.
تمتلك العديد من الكائنات العضوية والبكتيريا Vibrio سوطًا يساعد في الحركة، بينما تمتلك البكتيريا الأخرى شعيرات هدبية تسهل نقل الحمض النووي بين أزواج البكتيريا.
تحمي البكتيريا نفسها من خلال إحاطة نفسها بأبواغ سميكة من التعرض للظروف البيئية المعاكسة مثل الجفاف والحرارة العالية.
الكيماويات السامة والإشعاع. بهذه الطريقة، يمكن أن تظل الجراثيم نائمة لفترات طويلة جدًا، ربما لمئات السنين، حتى يتم استعادة الظروف.
انظر أيضًا: ابحث عن فوائد المجهر الضوئي ومكوناته
نتحدث عن كل ما تحتاج إلى معرفته أولاً، بطريقة مبسطة وموجزة عن الفحص المجهري، وخاصة الجراثيم، وفوائدها ومضارها، وكذلك القليل عن البكتيريا.
نعلم أيضًا أنه يدخل في صناعات تسمى صناعات التلاعب البكتيرية أو البكتيرية، مثل صناعات منتجات الألبان، وغيرها من الصناعات التي تدخل عالم الفحص المجهري.