میکروب
میکروب (به انگلیسی: Microbe) یک موجود زنده با اندازه‌ای بسیار کوچک است که تنها با چشم مسلح قابل مشاهده است. نمونه‌‌هایی از میکروب‌ها شامل باکتریها، آرکی باکترها، جلبک‌ها، تک یاخته‌‌ها و جانوران میکروسکوپی مانند کنه و مایت‌ها هستند.
میکروب‌ها موجوداتی هستند که همیشه به عنوان موضوعی جذاب برای مطالعه توسط دانشمندان زیست شناسی و پزشکی به شمار می‌آیند. در واقع، پیش از زمانی که «آنتون فون لیوونوئک» (به انگلیسی: Anton von Leeuwenhoek) میکروسکوپ را اختراع کند، انسان‌ها نمی‌دانستند که میکروب ها وجود دارند، تا آن زمان تصور می‌شد كه پدیدههایی مانند بیماری و فاسد شدن مواد غذایی ناشی از بخارات موجود در هوا یا تولید خود به خود عوامل فاسد کننده (نظریه خلق الساعه) هستند.
اختراع میکروسکوپ توسط لیوونوئک پیشرفت‌های بسیاری را در مورد شناخت این موجودات زنده کوچک رقم زد. پس از این دوران بود که دانشمند بزرگ فرانسوی «لوئیز پاستور» (Louis Pasteur) متوجه شد که بسیاری از بیماری‌‌ها توسط میکروب ها ایجاد می‌شوند و به همین دلیل روشی را برای از بین بردن این موجودات ابداع کرد که این روش پاستوریزاسیون نام گرفت، امروزه از روش پاستوریزاسیون برای از بین بردن انواع میکروب ها در صنایع مواد غذایی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اکنون می‌دانیم که انواع میکروب مسئول بسیاری از پدیدههایی هستند که در جهان اطراف ما اتفاق می‌افتند. میکروب ها تقریباً در همه جا یافت می‌شوند، به جز محیط‌هایی که توسط انسان به صورت مصنوعی استریل شده‌اند. حتی این محیط نیز باید دائماً استریل شده و با دقت محافظت شوند، در غیر این صورت میکروب ها می‌توانند به آن‌ها نفوذ کرده و آن‌ها را آلوده کنند.
میکروب ها در آب، خاک، پوست و دستگاه گوارش انواع جانوران و حتی گیاه زندگی می‌کنند. به همین دلیل است که همه موجودات زنده باید دارای سیستم ایمنی باشند، زیرا برخی از میکروب ها می‌توانند خطراتی را برای جانداران دیگر ایجاد کنند و باعث ایجاد بیماری شوند. از سویی دیگر، بسیاری از میکروب ها می‌تواند برای محیط زیست و سایر جانداران مفید باشند. میکروب‌ها مانند همه ارگانیسم‌ها در اکوسیستم‌هایی که زندگی می‌کنند، نقش مهمی را بر عهده دارند.
انواع میکروب
میکروب یا ارگانیسم میکروسکوپی یک موجود زنده است که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست. برای دیدن آن‌ها باید از میکروسکوپ استفاده کنیم. میکروب یک اصطلاح بسیار کلی است که برای توصیف انواع مختلفی از اشکال موجودات زنده با اندازه‌‌ها و خصوصیات منحصر به فرد و مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد:
- باکتریها
- آرکی باکترها
- قارچ‌ها
- آغازیان
- ویروس‌ها
- جانوران میکروسکوپی
- گیاهان میکروسکوپی
بدن انسان برای انواع گونههای میکروبی به عنوان زیستگاه شناخته می‌شود. گیاهان میکروسکوپی نیز در گروه میکروب‌ها قرار می‌گیرند، اگرچه آن‌ها به طور کلی در بدن انسان زندگی نمی‌کنند.
باکتریها
باکتریها موجودات میکروسکوپی تک سلولی هستند که سلول‌های آن‌ها هیچ هسته‌ای ندارند و یک دیواره سلولی از جنس پپتیدوگلیکان اطراف آن‌ها را احاطه کرده است. باکتریها نوادگان مستقیم اولین ارگانیسم‌هایی هستند که روی کره زمین زندگی می‌کردند و شواهد فسیلی نشان دهنده وجود آن‌ها در حدود 3٫5 میلیارد سال پیش هستند.
باکتریها اندازه‌های متفاوتی دارند، بیشتر باکتریها بسیار کوچکتر از سلول‌های انسان هستند، اگرچه تعداد کمی از آن‌ها بسیار بزرگ‌تر از سلول‌های انسانی بوده و برخی دیگر به اندازه ویروس‌ها کوچک هستند. آن‌ها معمولاً هیچ اندامک پیچیدهای از نوع اندامک‌های غشادار (مانند هسته، میتوکندری، شبکه آندوپلاسمی) ندارند، اما یک غشای خارجی دارند. بیشتر باکتریها نیز حداقل با یک لایه دیواره سلولی احاطه شده‌اند.
باکتریها یک گروه بزرگ و متنوع هستند. اعضای آن اشکال، اندازه و کارکرد‌های زیادی دارند و تقریباً در هر محیط زیست در سراسر کره زمین زندگی می‌کنند.
باکتریها که امروزه برای تمایز آن‌ها از آرکی باکترها به عنوان یوباکتر‌ها (eubacteria) یا باکتری‌های واقعی خوانده می‌شوند، موجوداتی هستند که تعداد و تنوع بالایی دارند. باکتریها گروهی از میکروب ها هستند که بیشتر از سایر میکروارگانیسم‌ها مورد توجه انسان قرار گرفته‌اند.
این توجه به این دلیل است که اغلب باکتریها می‌توانند در انسان بیماری ایجاد کنند. باکتریها عامل بیشتر عفونت‌های پوستی هستند و همچنین می‌توانند باعث مسمومیت غذایی، ذات الریه، عفونت گلو و بسیاری از بیماریهای دیگر شوند.
با این حال، برخی از باکتریها نیز برای انسان بسیار مفید هستند. باکتری های خوب در بخش‌های مختلف دستگاه گوارش غذا در انسان حضور دارند و به انسان کمک می‌کنند تا مواد مغذی را از مواد غذایی دریافت کند و همچنین در مبارزه با عوامل بیماری‌زا که می توانند به بدن آسیب برساند، سیستم ایمنی را یاری می‌کنند.
آرکی باکترها
آرکی باکترها ارگانیسم‌های تک سلولی میکروسکوپی هستند که هسته سلولی ندارند و غشای خارجی آن‌ها حاوی لیپید‌های منحصر به فرد است. شکل ظاهری آرکی باکتر شبیه به باکتریها است، آن‌ها می‌توانند اندازه و شکل مشابهی داشته باشند، مواد ژنتیکی آن‌ها از کروموزوم‌های حلقوی تشکیل شده است، فاقد اندامک هستند و در محیط‌های مشابه باکتری زندگی می‌کنند. اما از نظر بیوشیمیایی، آرکی باکتر به همان اندازه که با انسان متفاوت هستند، با باکتریها نیز تفاوت دارند.
آرکی باکترها توسط غشایی ساخته شده از نوعی لیپید که در هیچ ارگانیسم دیگری یافت نمی‌شود، احاطه شده‌اند. بیشتر آرکی باکترها نیز دارای دیواره سلولی هستند، اما تفاوت آن با دیواره سلولی پپتیدوگلیکان باکتریها بسیار متفاوت است.
آرکی باکترها بیشتر به خاطر زندگی در محیط‌های افراطی و شرایط سخت شناخته می‌شوند، اما همچنین در محیط‌های غیرافراطی از جمله روده و پوست انسان نیز می‌توانند زندگی کنند.
قارچ‌ها
قارچ‌ها ارگانیسم‌های تک سلولی یا چند سلولی، دارای هسته‌های سلولی و دیواره‌‌های سلولی ساخته شده از کیتین هستند. آن‌ها همچنین در ساختار خود اندامک‌های پوشیده از غشا از جمله میتوکندری دارند. برخلاف گیاهان، قارچ‌ها نمی‌توانند غذای خود را تهیه کنند.
از جمله قارچ‌هایی که بیشتر مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، می‌توان به مخمرها، کپک‌ها و قارچ‌های معمولی اشاره کرد. مخمرها در قالب سلول‌های کوچک و منفردی در اندازه‌های باکتریها و سلول‌های یوکاریوتی وجود دارند. کپک‌ها و قارچ‌های خوراکی در واقع اجسام میوه‌ای (Fruiting Bodies) قارچ‌ها هستند که الیاف میکروسکوپی طویلی دارند.
قارچ‌ها در اکثر اکوسیستم‌ها به عنوان تجزیه کنندگان مهم شناخته می‌شوند. سلول‌های فیبری طویل آن‌ها می‌توانند به گیاهان و حیوانات نفوذ کرده و آن‌ها را تجزیه کنند و مواد مغذی را خارج کنند. گونههای مختلفی از قارچ‌ها و اکثر مخمرها قادر هستند در بدن انسان بیماری ایجاد کنند.
آغازیان
آغازیان گروهی از ارگانیسم میکروسکوپی تک یاخته یا پر یاخته با هسته سلولی هستند. این موجودات در گروهی متمایز از گیاهان، حیوانات یا قارچ‌ها قرار دارند. آغازیان چند سلولی اغلب به صورت کلونی زندگی می‌کنند. در واقع آغازیان موجودات زنده‌ای هستند که به دلیل خصوصیات منحصر به فردی که دارند در هیچ یک از گروه‌های جانداران دیگر قرار نگرفته‌اند و به عنوان یک گروه جداگانه دسته‌بندی شده‌اند.
از آنجا که جانداران آغازی یک گروه بسیار متنوع هستند. برخی از آن‌ها غذای خود را با استفاده از کلروپلاست تهیه می‌کنند به عبارتی دیگر فتوسنتز کننده هستند، اما بیشتر آن‌ها این گونه نیستند. آن‌ها راه‌‌های بسیاری برای حرکت در محیط اطراف خود دارند، در حالت کلی آغازیان از تاژک، مژک و حرکت آمیبی برای جابجایی در محیط استفاده می‌کنند. آن‌ها روش‌های مختلفی برای تولید مثل دارند و بعضی از آن‌ها چرخه زندگی کاملاً پیچیدهای دارند. علاوه بر این، آغازیان دارای اندامک‌های پوشیده از غشا و غشای سلولی بیرونی هستند.
چندین جاندار آغازی از نوع انگلی می‌توانند باعث بیماریهای مهلکی از جمله مالاریا، آمیبیاز و ژیاردیا شوند، از سویی دیگر بدن انسان نیز مكان مناسبی برای زندگی آغازیان مفید و بی‌ضرر به شمار می‌آید.
ویروس‌ها
ویروس‌ها ذرات میکروسکوپی ساخته شده از اسید‌های نوکلئیک، پروتئین‌‌ها و بعضاً لیپید‌ها هستند. ویروس‌ها نمی‌توانند به تنهایی تکثیر شوند، به همین دلیل، آن‌ها با آلوده کردن سلول‌های دیگر و به خدمت گرفتن امکانات سلولی میزبان خود، تولید مثل می‌کنند. ویروس‌ها برای آلوده کردن میزبانی خاص و غالباً نوع سلول خاصی در آن میزبان تخصص دارند. به عنوان مثال، ویروس اچ آی وی، نوع خاصی از سلول‌های ایمنی را در پریمات‌ها آلوده می‌کند. ویروس‌های دیگر، گیاهان، حیوانات، باکتریها یا آرکی باکترها را آلوده می‌کنند.
از آنجا که توانایی تولید مثل اغلب به عنوان یک نیاز برای زندگی ذکر شده است، برخی دانشمندان ویروس‌ها را موجوداتی غیرزنده می‌دانند. صرف نظر از این، ویروس‌ها بخش مهمی از تمام اکوسیستم‌ها، از جمله بدن انسان را به خود اختصاص دادهاند.
در بدن انسان، ویروس‌ها نه تنها سلول‌های خود انسان بلکه همچنین میکروب های دیگری که در بدن انسان زندگی می‌کنند را مورد حمله قرار می‌دهند و آلوده می‌کنند. ویروس‌هایی که باکتریها را آلوده می‌کنند باکتریوفاژ نامیده می‌شوند. ویروس‌هایی که آرکی باکترها را آلوده می‌کنند به شکل‌های غیرمعمول مشاهده می‌شوند، به عنوان مثال برخی از آن‌ها دارای دو دم هستند، برخی دیگر مانند بطری یا شکلی شبیه گل دارند.
جانوران میکروسکوپی
جانوران میکروسکوپی نیز به عنوان میکروب به شمار می‌آیند. حیوانات میکروسکوپی موجودات چند سلولی هستند و انواع مختلفی از سلول‌ها در ساختار آن‌ها مشاهده می‌شود که وظایف تخصصی خود را انجام می‌دهند. سلول‌های جانوران میکروسکوپی اندامک‌های پیچیدهای غشادار از جمله هسته و میتوکندری دارند. غشا‌های انعطاف پذیر هر سلول را محصور می‌کنند، اما سلول‌های جانوران میکروسکوپی دیواره سلولی سخت و مستحکم ندارند. برخلاف گیاهان، آن‌ها نمی‌توانند غذای خود را تهیه کنند. حیوانات میکروسکوپی عمدتا بندپایان، سخت پوستان و چرخان تباران را شامل می‌شوند.
کنه‌‌ها یک نوع حیوان میکروسکوپی هستند که می‌توانند روی بدن انسان زندگی کنند. این جانوران که از خانواده عنکبوتیان هستند در فضا‌های کوچک، از جمله فولیکول‌های مو زندگی می‌کنند. این جانوران ممکن است در بدن انسان زندگی کنند، بدون اینکه فرد از وجود آن‌ها مطلع باشد.
گیاهان میکروسکوپی
یک گروه از میکروب ها شامل گیاهان میکروسکوپی هستند. بیشتر گیاهان میکروسکوپی در گروه جلبک سبز (یک اصطلاح کلی) به شمار می‌آیند و آن‌ها به عنوان سلول‌های منفرد (گاهی اوقات با تاژک و یا الیاف بلند) زندگی می‌کنند. سلول‌های گیاهی دارای محفظه‌‌ها و اندامک‌های غشادار هستند. علاوه بر این، گیاهان میکروسکوپی هم توسط غشای بیرونی و هم دیواره سلول گیاهی ساخته شده از سلولز احاطه شده‌اند و برای تهیه غذای خود نیازمند کلروپلاست و انجام فتوسنتز هستند.
گیاهان میکروسکوپی به طور کلی بر روی سطح یا درون بدن انسان زندگی نمی‌کنند، اما این موجودات منابع غذایی بسیار مهمی برای جانوران در اکوسیستم‌های آب شیرین و آب نمکی به شمار می‌آیند. آن‌ها همچنین اکسیژن آزاد می‌کنند که برای حیات حیوانات ضروری است.
کپک‌ها
کپک‌ها میکروب هایی هستند که برخی از خواص قارچ‌ها را دارند اما قارچ واقعی نیستند. این گروه شامل کپک‌های بیماری زا هستند که گیاهان را آلوده می‌کنند و باعث خرابی‌‌های زیادی در محصولات زراعی (مانند قحطی بزرگ ایرلندی دهه 1840) می‌شوند.
آن‌ها همچنین شامل گروه عجیب و غریب از کپک‌های مخاطی هستند. کپک‌های مخاطی موجودات تک سلولی هستند که توانایی همکاری چشمگیری با یکدیگر دارند، به طوری که در طی یک مرحله از چرخه زندگی خود، بسیاری از سلول‌های کپک‌های مخاطی در کنار هم قرار می‌گیرند و مانند یک ارگانیسم واحد فعالیت می‌کنند.
جلبک‌ها
در ابتدا تصور می‌شد جلبک‌های میکروسکوپی گروهی از گیاهان هستند، اما مطالعات اخیر نشان دادهاند که جلبک‌ها در خانواده گیاهان قرار نمی‌گیرند. در عوض، این موجودات فتوسنتز کننده تک سلولی، تصور می‌شود که خویشاوندان نسلی هستند که منجر به ایجاد گیاهان زمینی شده‌اند.
در طول تاریخ، جلبک‌ها فتوسنتز کننده مهمی وجود داشته‌اند. آن‌ها احتمالاً قبل از گیاهان زمینی تکامل یافته‌اند و به پمپاژ اکسیژن در جو زمین به همراه اجدادشان، سیانوباکتری‌‌ها کمک کرده‌اند.
امروزه جلبک‌ها هم به انسان کمک می‌کنند و هم به آن‌ها آسیب می‌رسانند. به عنوان مثال بعضی از گونههای جلبکی آب را تصفیه کرده و اکسیژن تولید می‌کنند، در حالی که برخی دیگر سموم خطرناکی را تولید می‌کنند که در غذا‌های دریایی ما و آب آشامیدنی باقی می‌مانند.
سایر میکروب‌ها
بسیاری از موجودات میکروسکوپی دیگر وجود دارند که دانشمندان در تلاشند تا آن‌ها را در گروه‌های مناسب، مرتب کنند. در گذشته، بسیاری از میکروب ها در یک گروه جای داشتند که این گروه با عنوان پروتیستا نام‌گذاری شد، اما بسیاری از دانشمندان اکنون معتقدند که این سیستم تنها برای توضیح اینکه این ارگانیسم‌ها در هیچ سلسله دیگری قرار ندارد، مفید بود.
سلسله پروتیستا یک گروه از موجودات گوناگون شامل ارگانیسم‌های یوکاریوتی بود که دانشمندان نمی‌توانستند به آسانی گیاهان، حیوانات و قارچ‌ها آن‌ها را شناسایی و دسته‌بندی کنند. با این وجود، پس از تجزیه و تحلیل ژنتیکی، مشخص شد که بسیاری از اعضای سلسله آغازیان نسبت به یکدیگر با سایر گروه‌ها ارتباط نزدیکی داشتند.