Микроорганизм , или микроб , [а] — это организм микроскопических размеров, который может существовать в одноклеточной форме или в виде колонии клеток .
О возможном существовании невидимой микробной жизни подозревали еще с древних времен, например, в джайнских писаниях Индии шестого века до нашей эры. Научное изучение микроорганизмов началось с наблюдения за ними под микроскопом в 1670-х годах Антона ван Левенгука . В 1850-х годах Луи Пастер обнаружил, что микроорганизмы вызывают порчу продуктов питания , развенчав теорию самопроизвольного зарождения . В 1880-х годах Роберт Кох обнаружил, что микроорганизмы вызывают заболевания туберкулезом , холерой , дифтерией и сибирской язвой .
Поскольку микроорганизмы включают большинство одноклеточных организмов из всех трех областей жизни, они могут быть чрезвычайно разнообразными. Два из трех доменов, Archaea и Bacteria , содержат только микроорганизмы. Третий домен «Эукариоты» включает все многоклеточные организмы , а также множество одноклеточных протистов и простейших , которые являются микробами. Некоторые протисты связаны с животными , а некоторые с зелеными растениями . Есть также много микроскопических многоклеточных организмов, а именно микроживотные , некоторые грибы и некоторые водоросли , но они обычно не считаются микроорганизмами. [ нужны дальнейшие объяснения ]
Микроорганизмы могут иметь самую разную среду обитания и жить повсюду от полюсов до экватора , в пустынях , гейзерах , скалах и морских глубинах . Некоторые приспособлены к экстремальным условиям , таким как очень жаркие или очень холодные условия , другие — к высокому давлению , а некоторые, такие как Deinococcus radiodurans , — к среде с высоким уровнем радиации . Микроорганизмы также составляют микробиоту , присутствующую во всех многоклеточных организмах и на них. Есть свидетельства того, что австралийские породы возрастом 3,45 миллиарда лет когда-то содержали микроорганизмы, что является самым ранним прямым свидетельством существования жизни на Земле. [1] [2]
Микробы играют важную роль в человеческой культуре и здравоохранении во многих отношениях: они служат для ферментации пищевых продуктов и очистки сточных вод , а также для производства топлива , ферментов и других биологически активных соединений . Микробы являются важнейшими инструментами биологии в качестве модельных организмов и используются в биологической войне и биотерроризме . Микробы являются жизненно важным компонентом плодородной почвы . В организме человека микроорганизмы составляют микробиоту человека , включая необходимую кишечную флору . Возбудителями многих инфекционных заболеваний являются микробы, и поэтому они являются объектом гигиенических мер .
Возможное существование микроскопических организмов обсуждалось на протяжении многих столетий до их открытия в семнадцатом веке. К VI веку до нашей эры джайны современной Индии постулировали существование крошечных организмов, называемых нигодами . [3] Говорят, что эти нигоды рождаются гроздьями; они живут повсюду, включая тела растений, животных и людей; и жизнь их длится лишь долю секунды. [4] По словам Махавиры , 24-го проповедника джайнизма, люди уничтожают этих нигод в массовом масштабе, когда они едят, дышат, сидят и двигаются. [3] Многие современные джайны утверждают, что учение Махавиры предвещает существование микроорганизмов, открытых современной наукой. [5]
Самая ранняя известная идея, указывающая на возможность распространения болезней еще невиданными организмами, была выдвинута римским ученым Марком Теренцием Варроном в книге первого века до нашей эры, озаглавленной «О сельском хозяйстве» , в которой он назвал невидимых существ Animalia Minuta и предостерегает от обнаружения усадьбы. возле болота: [6]
…и потому что выведены некоторые крошечные существа, которых нельзя увидеть глазами, которые плавают в воздухе и проникают в тело через рот и нос и вызывают серьезные заболевания. [6]
В «Каноне медицины» (1020 г.) Авиценна предположил, что туберкулез и другие болезни могут быть заразными. [7] [8]
Акшамсаддин (турецкий ученый) упомянул микроб в своей работе «Маддат уль-Хаят» («Материал жизни») примерно за два столетия до открытия Антони ван Левенгука посредством экспериментов:
Неверно полагать, что болезни появляются у человека одна за другой. Болезнь заражается путем передачи от одного человека к другому. Это заражение происходит через семена, которые настолько малы, что их невозможно увидеть, но они живы. [9] [10]
В 1546 году Джироламо Фракасторо предположил, что эпидемические заболевания вызываются переносимыми семеноподобными сущностями, которые могут передавать инфекцию прямым или непрямым контактом или даже без контакта на большие расстояния. [11]
Антони ван Левенгук считается одним из отцов микробиологии . Он первым в 1673 году открыл и провел научные эксперименты с микроорганизмами, используя простые однолинзовые микроскопы собственной конструкции. [12] [13] [14] [15] Роберт Гук , современник Левенгука, также использовал микроскопию для наблюдения за микробной жизнью в виде плодовых тел плесени . В своей книге «Микрография» 1665 года он сделал рисунки исследований и ввёл термин « клетка» . [16]
Луи Пастер (1822–1895) подвергал кипяченные бульоны воздействию воздуха в сосудах с фильтром, предотвращающим попадание частиц в питательную среду , а также в сосудах без фильтра, но с воздухом, подаваемым через изогнутую трубку, чтобы пыль частицы осядут и не вступят в контакт с бульоном. Предварительно прокипятив бульон, Пастер гарантировал, что в начале своего эксперимента в бульоне не выживут микроорганизмы. В ходе эксперимента Пастера в бульонах ничего не росло. Это означало, что живые организмы, выросшие в таких бульонах, пришли извне в виде спор на пыли, а не возникли спонтанно внутри бульона. Таким образом, Пастер опроверг теорию самозарождения и поддержал микробную теорию болезней . [17]
В 1876 году Роберт Кох (1843–1910) установил, что микроорганизмы могут вызывать заболевания. Он обнаружил, что кровь крупного рогатого скота, зараженного сибирской язвой , всегда содержала большое количество Bacillus anthracis . Кох обнаружил, что он мог передать сибирскую язву от одного животного к другому, взяв небольшой образец крови у зараженного животного и введя его здоровому, в результате чего здоровое животное заболело. Он также обнаружил, что может вырастить бактерии в питательном бульоне, а затем ввести их здоровому животному и вызвать заболевание. На основе этих экспериментов он разработал критерии установления причинной связи между микроорганизмом и заболеванием, известные теперь как постулаты Коха . [18] Хотя эти постулаты не могут быть применены во всех случаях, они сохраняют историческое значение для развития научной мысли и используются до сих пор. [19]
Открытие таких микроорганизмов, как эвглена , которые не вписывались ни в животное , ни в растительное царство, поскольку они были фотосинтезирующими , как растения, но подвижными , как животные, привело к названию третьего царства в 1860-х годах. В 1860 году Джон Хогг назвал его Протоктистой, а в 1866 году Эрнст Геккель назвал его Протистой . [20] [21] [22]
Работы Пастера и Коха неточно отражали истинное разнообразие микробного мира из-за их исключительного внимания к микроорганизмам, имеющим прямое медицинское значение. Лишь в конце XIX века в работах Мартинуса Бейеринка и Сергея Виноградского была раскрыта истинная широта микробиологии. [23] Бейеринк внес два важных вклада в микробиологию: открытие вирусов и развитие методов обогащения культур . [24] Хотя его работа над вирусом табачной мозаики заложила основные принципы вирусологии, именно его разработка накопительного культивирования оказала самое непосредственное влияние на микробиологию, позволив культивировать широкий спектр микробов с совершенно различной физиологией. Виноградский первым развил представление о хемолитотрофии и тем самым выявил существенную роль микроорганизмов в геохимических процессах. [25] Он был ответственным за первое выделение и описание как нитрифицирующих , так и азотфиксирующих бактерий . [23] Франко-канадский микробиолог Феликс д'Эрель совместно открыл бактериофаги и был одним из первых прикладных микробиологов. [26]
Микроорганизмы можно встретить практически в любой точке Земли . Бактерии и археи почти всегда микроскопичны, в то время как ряд эукариот также микроскопичны, включая большинство простейших , некоторые грибы , а также некоторых микроживотных и растений. Вирусы обычно считаются неживыми и, следовательно, не считаются микроорганизмами, хотя одной из областей микробиологии является вирусология , изучение вирусов. [27] [28] [29]
Одноклеточные микроорганизмы были первыми формами жизни , развившимися на Земле примерно 3,5 миллиарда лет назад. [30] [31] [32] Дальнейшая эволюция была медленной, [33] и в течение примерно 3 миллиардов лет докембрийского периода ( большая часть истории жизни на Земле ) все организмы были микроорганизмами. [34] [35] Бактерии, водоросли и грибы были идентифицированы в янтаре возрастом 220 миллионов лет, что показывает, что морфология микроорганизмов мало изменилась, по крайней мере, с триасового периода. [36] Однако недавно обнаруженная биологическая роль никеля – особенно вызванная извержениями вулканов из Сибирских траппов – возможно, ускорила эволюцию метаногенов к концу пермско-триасового вымирания . [37]
Микроорганизмы, как правило, имеют относительно высокую скорость эволюции. Большинство микроорганизмов могут быстро размножаться, а бактерии также способны свободно обмениваться генами посредством конъюгации , трансформации и трансдукции даже между широко расходящимися видами. [38] Этот горизонтальный перенос генов в сочетании с высокой частотой мутаций и другими способами трансформации позволяет микроорганизмам быстро развиваться (посредством естественного отбора ), чтобы выживать в новых условиях и реагировать на экологические стрессы . Эта быстрая эволюция важна для медицины, поскольку она привела к развитию патогенных бактерий с множественной лекарственной устойчивостью , супербактерий , устойчивых к антибиотикам . [39]
Возможную переходную форму микроорганизма между прокариотом и эукариотом обнаружили в 2012 году японские учёные. Parakaryon myojinensis — уникальный микроорганизм крупнее типичного прокариота, но с ядерным материалом, заключенным в мембрану, как у эукариот, и наличием эндосимбионтов. Считается, что это первая вероятная эволюционная форма микроорганизма, демонстрирующая стадию развития от прокариота к эукариоту. [40] [41]
Археи являются прокариотическими одноклеточными организмами и образуют первый домен жизни в трехдоменной системе Карла Везе . Прокариот определяется как не имеющий клеточного ядра или других мембраносвязанных органелл . Археи разделяют эту определяющую особенность с бактериями, с которыми они когда-то были сгруппированы. В 1990 году микробиолог Везе предложил трехдоменную систему, которая разделила живые существа на бактерии, археи и эукариоты [42] и тем самым разделила домен прокариот.
Археи отличаются от бактерий как по генетике, так и по биохимии. Например, в то время как клеточные мембраны бактерий состоят из фосфоглицеридов со сложноэфирными связями, мембраны архей состоят из эфирных липидов . [43] Археи первоначально были описаны как экстремофилы , живущие в экстремальных условиях , таких как горячие источники , но с тех пор были обнаружены во всех типах среды обитания . [44] Только сейчас ученые начинают понимать, насколько распространены археи в окружающей среде, причем Thermoproteota (ранее Crenarchaeota) является наиболее распространенной формой жизни в океане, доминирующей в экосистемах на глубине ниже 150 м. [45] [46] Эти организмы также распространены в почве и играют жизненно важную роль в окислении аммиака . [47]
Совокупные домены архей и бактерий составляют самую разнообразную и многочисленную группу организмов на Земле и обитают практически во всех средах с температурой ниже +140 °С. Они встречаются в воде , почве , воздухе , в виде микробиома организма, горячих источниках и даже глубоко под земной корой, в горных породах . [48] Число прокариот оценивается примерно в пять нониллионов, или 5 × 10 30 , что составляет по меньшей мере половину биомассы на Земле. [49]
Биоразнообразие прокариот неизвестно, но может быть очень большим. Оценка, сделанная в мае 2016 года, основанная на законах масштабирования известного количества видов в зависимости от размера организма, дает оценку примерно 1 триллиона видов на планете, большинство из которых — микроорганизмы. В настоящее время описана лишь одна тысячная процента от этого общего числа. [50] Клетки архей некоторых видов агрегируют и переносят ДНК из одной клетки в другую посредством прямого контакта, особенно в стрессовых условиях окружающей среды, которые вызывают повреждение ДНК . [51] [52]
Бактерии, подобные археям, являются прокариотическими – одноклеточными, не имеющими клеточного ядра или других мембраносвязанных органелл. Бактерии микроскопические, за некоторыми крайне редкими исключениями, такими как Thiomargarita namibiensis . [53] Бактерии функционируют и размножаются как отдельные клетки, но часто могут объединяться в многоклеточные колонии . [54] Некоторые виды, такие как миксобактерии , могут объединяться в сложные роящиеся структуры, действующие как многоклеточные группы в рамках своего жизненного цикла , [55] или образовывать кластеры в бактериальных колониях, таких как E.coli .
Их геном обычно представляет собой кольцевую бактериальную хромосому – одну петлю ДНК , хотя они также могут содержать небольшие фрагменты ДНК, называемые плазмидами . Эти плазмиды могут передаваться между клетками посредством бактериальной конъюгации . Бактерии имеют окружающую клеточную стенку , которая обеспечивает прочность и жесткость их клеток. Они размножаются бинарным делением или иногда почкованием , но не подвергаются мейотическому половому размножению . Однако многие виды бактерий могут переносить ДНК между отдельными клетками с помощью процесса горизонтального переноса генов , называемого естественной трансформацией . [56] Некоторые виды образуют чрезвычайно устойчивые споры , но для бактерий это механизм выживания, а не размножения. В оптимальных условиях бактерии могут расти чрезвычайно быстро, и их число может удваиваться каждые 20 минут. [57]
Большинство живых существ, видимых невооруженным глазом во взрослой форме, являются эукариотами , включая человека . Однако многие эукариоты также являются микроорганизмами. В отличие от бактерий и архей , эукариоты содержат в своих клетках такие органеллы , как клеточное ядро , аппарат Гольджи и митохондрии . Ядро — это органелла, в которой находится ДНК , составляющая геном клетки. Сама ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) расположена в сложных хромосомах . [58] Митохондрии являются органеллами, жизненно важными для метаболизма , поскольку они являются местом цикла лимонной кислоты и окислительного фосфорилирования . Они произошли от симбиотических бактерий и сохранили остатки генома. [59] Как и бактерии, растительные клетки имеют клеточные стенки и содержат органеллы, такие как хлоропласты , в дополнение к органеллам других эукариот. Хлоропласты производят энергию из света посредством фотосинтеза и изначально были симбиотическими бактериями . [59]
Одноклеточные эукариоты на протяжении всего жизненного цикла состоят из одной клетки . Эта оговорка важна, поскольку большинство многоклеточных эукариот состоят из одной клетки, называемой зиготой , только в начале своего жизненного цикла. Микробные эукариоты могут быть гаплоидными или диплоидными , а некоторые организмы имеют несколько клеточных ядер . [60]
Одноклеточные эукариоты при благоприятных условиях обычно размножаются бесполым путем митозом . Однако в стрессовых условиях, таких как ограничение питательных веществ и других условиях, связанных с повреждением ДНК, они имеют тенденцию размножаться половым путем путем мейоза и сингамии . [61]
Из групп эукариот протисты чаще всего одноклеточные и микроскопические. Это весьма разнообразная группа организмов, которую нелегко классифицировать. [62] [63] Некоторые виды водорослей являются многоклеточными протистами, а слизевики имеют уникальные жизненные циклы, которые включают переключение между одноклеточными, колониальными и многоклеточными формами. [64] Число видов протистов неизвестно, поскольку выявлена лишь небольшая их часть. Разнообразие протистов велико в океанах, глубоких морских жерлах, речных отложениях и кислых реках, что позволяет предположить, что многие эукариотические микробные сообщества еще могут быть обнаружены. [65] [66]
Грибы имеют несколько одноклеточных видов, таких как пекарские дрожжи ( Saccharomyces cerevisiae ) и делящиеся дрожжи ( Schizosaccharomyces pombe ) . Некоторые грибы, такие как патогенные дрожжи Candida albicans , могут подвергаться фенотипическому переключению и расти в виде одиночных клеток в одних средах и нитевидных гиф в других. [67]
Зеленые водоросли представляют собой большую группу фотосинтезирующих эукариот, включающую множество микроскопических организмов. Хотя некоторые зеленые водоросли классифицируются как протисты , другие, такие как харофиты , относятся к растениям -эмбриофитам , которые являются наиболее известной группой наземных растений. Водоросли могут расти как одиночными клетками, так и длинными цепочками клеток. К зеленым водорослям относятся одноклеточные и колониальные жгутиконосцы , обычно, но не всегда, с двумя жгутиками на клетку, а также различные колониальные, кокковидные и нитчатые формы. У Charales , водорослей, наиболее тесно связанных с высшими растениями, клетки дифференцируются в несколько отдельных тканей внутри организма. Существует около 6000 видов зеленых водорослей. [68]
Микроорганизмы встречаются почти во всех средах обитания, существующих в природе, включая агрессивные среды, такие как Северный и Южный полюса , пустыни , гейзеры и скалы . К ним также относятся все морские микроорганизмы Мирового океана и морских глубин . Некоторые типы микроорганизмов адаптировались к экстремальным условиям и создали устойчивые колонии; эти организмы известны как экстремофилы . Экстремофилы были изолированы из горных пород на глубине 7 километров ниже поверхности Земли [69] , и было высказано предположение, что количество организмов, живущих под поверхностью Земли, сопоставимо с количеством жизни на поверхности или над ней. [48] Известно, что экстремофилы способны выживать в течение длительного времени в вакууме и могут быть очень устойчивы к радиации , что может даже позволить им выжить в космосе. [70] Многие типы микроорганизмов имеют тесные симбиотические отношения с другими более крупными организмами; некоторые из них взаимовыгодны ( мутуализм ), а другие могут нанести вред организму- хозяину ( паразитизм ). Если микроорганизмы могут вызвать заболевание у хозяина, их называют патогенами , а затем их иногда называют микробами . Микроорганизмы играют решающую роль в биогеохимических циклах Земли, поскольку они ответственны за разложение и фиксацию азота . [71]
Бактерии используют регуляторные сети , которые позволяют им адаптироваться практически к каждой экологической нише на Земле. [72] [73] Сеть взаимодействий между различными типами молекул, включая ДНК, РНК, белки и метаболиты, используется бактериями для регулирования экспрессии генов . У бактерий основная функция регуляторных сетей заключается в контроле реакции на изменения окружающей среды, например, на состояние питания и экологический стресс. [74] Сложная организация сетей позволяет микроорганизму координировать и интегрировать множество сигналов окружающей среды. [72]
Экстремофилы — это микроорганизмы, которые адаптировались таким образом, что могут выживать и даже процветать в экстремальных условиях , которые обычно губительны для большинства форм жизни. Термофилы и гипертермофилы процветают при высоких температурах . Психрофилы процветают при чрезвычайно низких температурах. – Температура до 130 °C (266 °F), [75] до -17 °C (1 °F) [76] Галофилы , такие как Halobacterium salinarum (археи), процветают в условиях высокого содержания соли , вплоть до насыщения. . [77] Алкалифилы процветают при щелочном pH около 8,5–11. [78] Ацидофилы могут процветать при pH 2,0 или меньше. [79] Пьезофилы процветают при очень высоких давлениях : до 1000–2000 атм , до 0 атм, как в космическом вакууме . [b] Некоторые экстремофилы, такие как Deinococcus radiodurans, являются радиорезистентными , [81] выдерживая радиационное воздействие до 5 тыс. Гр . Экстремофилы важны по-разному. Они распространяют земную жизнь на большую часть гидросферы , коры и атмосферы Земли , их особые механизмы эволюционной адаптации к экстремальным условиям окружающей среды могут быть использованы в биотехнологиях , и само их существование в таких экстремальных условиях увеличивает потенциал внеземной жизни . [82]
Круговорот азота в почвах зависит от фиксации атмосферного азота . Это достигается рядом диазотрофов . Один из способов , которым это может произойти, - это корневые клубеньки бобовых , которые содержат симбиотические бактерии родов Rhizobium , Mesorhizobium , Sinorhizobium , Bradyrhizobium и Azorhizobium . [83]
Корни растений создают узкую область, известную как ризосфера , которая поддерживает множество микроорганизмов, известных как корневой микробиом . [84]
Эти микроорганизмы в корневом микробиоме способны взаимодействовать друг с другом и окружающими растениями посредством сигналов и сигналов. Например, микоризные грибы способны взаимодействовать с корневой системой многих растений посредством химических сигналов между растением и грибами . Это приводит к мутуалистическому симбиозу между ними. Однако эти сигналы могут быть перехвачены другими микроорганизмами, такими как почвенные бактерии Myxococcus xanthus , которые питаются другими бактериями. Подслушивание или перехват сигналов от непредусмотренных приемников, таких как растения и микроорганизмы, может привести к масштабным эволюционным последствиям. Например, пары сигнализатор-приемник, как и пары растение-микроорганизм, могут потерять способность общаться с соседними популяциями из-за изменчивости подслушивающих. При адаптации к местным подслушивающим устройствам может произойти расхождение сигналов, что, таким образом, приведет к изоляции растений и микроорганизмов от неспособности общаться с другими популяциями. [85]
Лишайник — это симбиоз макроскопического гриба с фотосинтезирующими микробными водорослями или цианобактериями . [86] [87]
Микроорганизмы полезны при производстве продуктов питания, очистке сточных вод, создании биотоплива и широкого спектра химических веществ и ферментов. Они неоценимы в исследованиях в качестве модельных организмов . Их использовали в качестве оружия и иногда использовали в войне и биотерроризме . Они жизненно важны для сельского хозяйства, поскольку поддерживают плодородие почвы и разлагают органическое вещество.
Микроорганизмы используются в процессе ферментации для приготовления йогурта , сыра , творога , кефира , айрана , ксиногалы и других продуктов питания. Ферментационные культуры придают вкус и аромат, а также подавляют развитие нежелательных микроорганизмов. [88] Они используются для закваски хлеба и для преобразования сахара в алкоголь в вине и пиве . Микроорганизмы используются в пивоварении , виноделии , выпечке , мариновании и других процессах приготовления пищи . [89]
Некоторые промышленные применения микроорганизмов:
Они зависят от их способности очищать воду, загрязненную органическими материалами, от микроорганизмов, которые могут вдыхать растворенные вещества. Дыхание может быть аэробным, с хорошо насыщенным кислородом фильтрующим слоем, например медленным песчаным фильтром . [90] Анаэробное сбраживание метаногенами приводит к образованию полезного газообразного метана в качестве побочного продукта. [91]
Микроорганизмы используются в ферментации для производства этанола [ 92] и в биогазовых реакторах для производства метана . [93] Ученые исследуют возможность использования водорослей для производства жидкого топлива , [94] и бактерий для преобразования различных форм сельскохозяйственных и городских отходов в полезное топливо . [95]
Микроорганизмы используются для производства многих коммерческих и промышленных химикатов, ферментов и других биологически активных молекул. Органические кислоты, производимые в больших промышленных масштабах путем микробной ферментации, включают уксусную кислоту , вырабатываемую уксуснокислыми бактериями , такими как Acetobacter aceti , масляную кислоту , вырабатываемую бактерией Clostridium Butyricum , молочную кислоту , вырабатываемую Lactobacillus и другими молочнокислыми бактериями , [96] и лимонную кислоту . Продуцируется плесневым грибом Aspergillus niger . [96]
Микроорганизмы используются для получения биоактивных молекул, таких как стрептокиназа из бактерии Streptococcus , [97] Циклоспорин А из аскомицета гриба Tolypocladium inflatum , [98] и статины , продуцируемые дрожжами Monascus purpureus . [99]
Микроорганизмы являются важными инструментами в биотехнологии , биохимии , генетике и молекулярной биологии . Дрожжи Saccharomyces cerevisiae и Schizosaccharomyces pombe являются важными модельными организмами в науке, поскольку они представляют собой простые эукариоты, которые можно быстро выращивать в больших количествах и которыми легко манипулировать . [100] Они особенно ценны в генетике , геномике и протеомике . [101] [102] Микроорганизмы можно использовать для таких целей, как создание стероидов и лечение кожных заболеваний. Ученые также рассматривают возможность использования микроорганизмов для живых топливных элементов [103] и в качестве решения проблемы загрязнения. [104]
В Средние века , как ранний пример биологической войны , трупы больных бросали в замки во время осад с использованием катапульт или других осадных машин . Люди, находившиеся рядом с трупами, подверглись воздействию возбудителя и могли передать его другим людям. [105]
В наше время биотерроризм включает в себя биотеррорическую атаку Раджниши в 1984 году [106] и распространение сибирской язвы в 1993 году Аум Синрикё в Токио. [107]
Микробы могут сделать питательные вещества и минералы в почве доступными для растений, вырабатывать гормоны , которые стимулируют рост, стимулировать иммунную систему растений и вызывать или ослаблять реакции на стресс. В целом более разнообразный набор почвенных микробов приводит к меньшему количеству заболеваний растений и повышению урожайности. [108]
Микроорганизмы могут вступать в эндосимбиотические отношения с другими, более крупными организмами. Например, микробный симбиоз играет решающую роль в иммунной системе. Микроорганизмы, составляющие кишечную флору желудочно -кишечного тракта , способствуют кишечному иммунитету, синтезируют витамины , такие как фолиевая кислота и биотин , и ферментируют сложные неперевариваемые углеводы . [109] Некоторые микроорганизмы, которые считаются полезными для здоровья, называются пробиотиками и доступны в виде пищевых добавок или пищевых добавок . [110]
Микроорганизмы являются возбудителями ( возбудителями ) многих инфекционных заболеваний . В число вовлеченных организмов входят патогенные бактерии , вызывающие такие заболевания, как чума , туберкулез и сибирская язва ; простейшие паразиты , вызывающие такие заболевания, как малярия , сонная болезнь , дизентерия и токсоплазмоз ; а также грибки, вызывающие такие заболевания, как стригущий лишай , кандидоз или гистоплазмоз . Однако другие заболевания, такие как грипп , желтая лихорадка или СПИД , вызываются патогенными вирусами , которые обычно не классифицируются как живые организмы и, следовательно, не являются микроорганизмами в строгом определении. Никаких четких примеров архейных патогенов не известно, [111] хотя была предложена связь между присутствием некоторых архейных метаногенов и заболеваниями пародонта у человека . [112] Многочисленные микробные патогены способны к половым процессам, которые, по-видимому, облегчают их выживание в инфицированном хозяине. [113]
Гигиена – это набор мер, позволяющих избежать заражения или порчи пищевых продуктов путем устранения микроорганизмов из окружающей среды. Поскольку микроорганизмы, в частности бактерии , встречаются практически повсюду, вредные микроорганизмы могут быть уменьшены до приемлемого уровня, а не полностью уничтожены. При приготовлении пищи количество микроорганизмов снижается за счет таких методов консервации , как приготовление пищи, чистота посуды, короткие периоды хранения или низкие температуры. Если необходима полная стерильность, как в случае с хирургическим оборудованием, используют автоклав для уничтожения микроорганизмов с помощью тепла и давления. [114] [115]
Этот скачок уровня никеля позволил резко увеличить выбросы метаногенов.
Стрептокиназа представляет собой внеклеточный белок, экстрагированный из некоторых штаммов бета-гемолитического стрептококка.
{{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link)