מורפולוגיה של מיקרואורגניזמים הוא מדע החוקר את צורתם, המבנה, שיטות הרבייה והתנועה שלהם.
יסודות וגילוי
מדע זה נרחב למדי ועוסק בחקר נושאים רבים. למרות העובדה שכל המיקרואורגניזמים אינם נראים לעיני האדם, הם עדיין קיימים והם גם "טובים" לגוף וגם רעים.
ניתן למצוא מיקרובים בכל תחומי הביטוי של החיים: במים, באדמה, באוויר, כמו גם באורגניזמים אחרים.
לראשונה למד המדען המפורסם Leeuwenhoek, שיצר את העדשות הראשונות שאפשרו להגדיל עצמים עד פי מאתיים, על חיידקים. ומה שראה הדהים אותו לגמרי. המדען למד שחיידקים נמצאים בכל מקום, וכולם שונים זה מזה. כך הפך ליוונהוק למגלה המיקרואורגניזמים.
לואי פסטר החל לעסוק בשאלה כמו המורפולוגיה של מיקרואורגניזמים, וגילה שלא רק שיש להם מבנה וצורה שונים, אלא גם שונים בדרכי התנועה והרבייה. הוא מצא שכמה מיקרואורגניזמים מזיקים לגוף האדם, וחלקם, להיפך, מועילים. הוא גם גילה שחיידקים כמו שמריםמסוגל להוביל לתהליכי תסיסה.
המורפולוגיה של אורגניזמים אפשרה למדענים רבים להמציא חיסונים שונים כדי לעזור להתמודד עם מחלות אנושיות קטלניות.
Classification
מיקרואורגניזמים נחשבים לנציגים הקטנים ביותר שחיים על כדור הארץ. לרוב הם חד-תאיים וניתן לראותם רק במיקרוסקופ חזק מאוד.
גודל צורת החיים הזו נמדד במיקרומטרים ובננומטרים. יש מספר עצום מהם בטבע, ולכן יש להם הבדלים משמעותיים במבנה, אופני קיום ותנועה.
לפי הסיווג שנקבע, החיידקים מחולקים לא-תאיים, חד-תאיים ורב-תאיים. במקביל, הם מחולקים לקטגוריות הבאות: פטריות, שמרים, פאגים, חיידקים ווירוסים.
קצת על חיידקים
כאשר לומדים נושא כמו המורפולוגיה של מיקרואורגניזמים, יש להקדיש תשומת לב רבה לחיידקים. לרוב הם אורגניזמים חד-תאיים (אם כי יש יוצאים מן הכלל) ויש להם מגוון רחב של גדלים. חלקם מגיעים ל-500 מיקרון.
ישנם מספר סוגי חיידקים הנבדלים בצורתם. אלה כוללים אורגניזמים בצורת מוט, כדוריים ומפותלים. בואו נסתכל מקרוב על כל סוג.
חיידקים כדוריים ברפואה נקראים "קוקי". לרוב הם עגולים בצורתם, אם כי לפעמים נמצאים גם מיקרואורגניזמים סגלגלים ושעועית. הם יכולים להיות ממוקמים לא רק בנפרד, אלא גם בזוגות, בצורהשרשראות או גפנים.
לרבים מהם יש השפעה שלילית על גוף האדם. לדוגמה, סטרפטוקוקים גורמים לאלרגיות, וסטפילוקוק גורמים לתהליכים מוגלתיים ודלקתיים.
חיידקים בצורת מוט נחשבים לנפוצים ביותר. אלה כוללים מיקרואורגניזמים המובילים לשחפת, קדחת טיפוס, דיזנטריה.
סוגים מסוימים של מקלות יוצרים נבגים בתנאי סביבה גרועים. חיידקים כאלה נקראים bacilli.
היווצרות נבגים היא תהליך מאוד מעניין ומורכב, שכן התא עצמו מסוג זה שונה מאוד מהבצילוס הרגיל. לכל נבג קליפה צפופה וחזקה, תוך שהוא בעל כמות מים זניחה. תא כזה אינו זקוק כלל לחומרי הזנה, הוא מפסיק לנוע ולהתרבות. יחד עם זאת, נבגים יכולים להיות בתנאים איומים לכל החיים, כמו טמפרטורות גבוהות מדי או נמוכות מדי. אבל ברגע שמגיעה הסביבה הנוחה להם, הם מתחילים מיד בפעילות חייהם.
חיידקים מעוותים נמצאים לרוב בצורת פסיקים או סיבובים. בדרך כלל, מיקרואורגניזמים כאלה גורמים למחלות כמו עגבת וכולרה.
חיידקים רבים מסוגלים לנוע, והם עושים זאת בעזרת דגלים בצורות ובאורכים שונים.
חיידקים מתרבים לפי חלוקה. תהליך זה מהיר מאוד (כל רבע שעה עד עשרים דקות). את ההתרבות המהירה ביותר ניתן לראות על מזוןמזון וסביבות מזינות אחרות.
Viruses
ניתן לייחס וירוסים לקבוצה מיוחדת של מיקרואורגניזמים שאין לה מבנה תאי. צורות חיים כאלה הן קטנות ביותר, ולכן ניתן לראות אותן רק במיקרוסקופ אלקטרוני. סוגים מסוימים של וירוסים עשויים להיות מורכבים רק מחלבונים וחומצות גרעין.
כל אדם לפחות פעם אחת בחייו התמודד עם מחלות הנגרמות על ידי מיקרואורגניזמים אלה. זה כולל שפעת, הפטיטיס, חצבת ומחלות רבות אחרות.
פטריות
קבוצת המיקרואורגניזמים הזו היא גם מיוחדת. פטריות אינן מכילות כלורופיל, וגם אינן מסנתזות חומרים אורגניים. הם צריכים אוכל מוכן. לכן פטריות נמצאות לרוב על קרקעות פוריות או על מוצרי מזון.
פטריות מאופיינות בדרכי רבייה שונות. זה כולל לא רק שיטות א-מיניות ומיניות, אלא גם וגטטיביות.
שמרים
שמרים הם יצורים חד-תאיים חסרי תנועה עם מגוון רחב של צורות. ישנם מינים עגולים וסגלגלים, כמו גם בצורת מוט וסהר.
סוג זה של מיקרואורגניזם נפוץ למדי. ניתן למצוא אותם על צמחים, באדמה, וגם במזון מתקלקל. חלקם מסוגלים להמיר סוכרים לפחמן דו חמצני ואלכוהול אתילי. תהליך זה נקרא תסיסה. זה מאוד מבוקש בתעשיית המזון.
מורפולוגיהמיקרואורגניזמים: חיידקים
כדאי לקחת בחשבון שחיידקים הם צורת החיים הראשונה שהופיעה על הפלנטה שלנו. התכונה העיקרית שלהם היא מבנה התא. בניגוד לאאוקריוטים (תאים המכילים גרעין), פרוקריוטים (חיידקים) אינם מכילים גרעין.
מיקרואורגניזמים כאלה חיים בכל תחומי החיים ומשפיעים ישירות גם על חיי אדם.
מדענים גם מסווגים חיידקים לפי עקרון התועלת. ישנם מינים מועילים ומזיקים. שימושיים מעורבים בתהליך הפוטוסינתזה, משפיעים לטובה על מערכת העיכול האנושית, וגם משמשים לעתים קרובות מאוד בתעשייה.
לימוד המורפולוגיה של מיקרואורגניזמים נותן מושג כללי על קיומם, וגם מאפשר לגלות את היתרונות והנזקים שלהם במצבים מסוימים.
תא חיידקי סטנדרטי מורכב מהרכיבים הבאים:
- קרום פלזמה. יסוד התא הזה אינו שונה מהממברנה האיקריוטית.
- מזוזום הוא רכיב מיוחד, בעזרתו ניתן להצמיד חומר תורשתי לתא.
- נוקלאוטיד. זהו גרעין שנוצר בצורה לא מלאה. הוא מכיל את כל הכרומוזומים.
- ריבוזומים הם אברונים מיוחדים שתופסים כארבעים אחוז משטח התא.
בנוסף ליסודות המפורטים לעיל, התא הפרוקריוטי כולל גם: קפסולה, דופן תא וקרום רירי. חיידקים רבים יכוליםלנוע באופן עצמאי ולהיצמד למשטחים. הם עושים את זה בעזרת flagella ו-villi מיוחדים.
מורפולוגיה של מיקרואורגניזמים: מיקרוביולוגיה של וירוסים, פטריות ושמרים
וירוס הוא אורגניזם מיוחד שאין לו מבנה תאי. כל אחד מהחלקיקים שלו מורכב מקליפה, כמו גם ליבה מרכזית של מידע.
אבל המבנה של תאי פטרייה מסובך יותר מזה של מיקרואורגניזמים אחרים. התאים שלהם כוללים גם גרעינים ו-vacuoles. במבנה, הם דומים מאוד לצמחים, אך יש להם צורה שונה. הם נראים כמו חוטים ארוכים ומסועפים הנקראים היפאות. בדרך כלל היפות כאלה יוצרות תפטיר.
תאי שמרים מכילים את כל המרכיבים של אוקריוטים, אבל מלבד זה, יש להם גם רכיבים נוספים. הייחוד שלהם טמון בעובדה שיש להם תכונות של חיות וצמחים כאחד.
תהליכי החלפה
מורפולוגיה ופיזיולוגיה של מיקרואורגניזמים מאפשרים לך להבין את השלבים העיקריים בחייהם. חיידקים, בדיוק כמו צורות חיים מורכבות יותר, מסנתזים שומנים, שומנים ופחמימות. אך יחד עם זאת, התהליכים המתרחשים בתאים שלהם שונים.
מדענים מבחינים בין שני סוגים של אוקריוטים: אוטוטרופים והטרוטרופים.
הסוג הראשון מסוגל לסנתז חומרים אורגניים מתרכובות אנאורגניות, בעוד הסוג השני מייצר תהליכי טרנספורמציה של רכיבים אורגניים.
לרוב, מיקרואורגניזמים טפילים הם הטרוטרופים. הם ניזונים רק משימושיחומרים הנכנסים לגוף המארח שלהם.
יש גם ספרופיטים. הם ניזונים מחומרים מסונתזים מאורגניזמים מתים.
המורפולוגיה של מבנה המיקרואורגניזמים היא מרכיב חשוב למדי בחקר חיי החיידקים. עם זאת, בנוסף למבנה התא, כדאי להתייחס גם לסוגי חילוף החומרים. סוג המבנה נדון לעיל. יש גם חילופי אנרגיה.
מדענים מזהים את סוגי הפקת האנרגיה הבאים:
- פוטוסינתזה. הליך זה יכול להתבצע עם או בלי חמצן.
- תסיסה. תגובה אנרגטית זו מתרחשת עקב ניתוק מולקולות המעבירות חומצה זרחתית ל-ADP.
- נשימה. מיקרואורגניזמים יכולים לנשום לא רק עם חמצן, אלא גם בעזרת תרכובות אורגניות ומינרלים.
העברת מידע תורשתי
ישנן מספר דרכים להעביר מידע תורשתי על ידי פרוקריוטים (המורפולוגיה והשיטתיות של מיקרואורגניזמים מתוארות גם במאמר זה). בואו נסתכל מקרוב על כל אחד מהם:
- צימוד היא שיטה להעברת מידע תורשתי ממיקרואורגניזם אחד למשנהו רק על ידי מגע ישיר שלהם;
- transformation - סוג של העברה שבמהלכה תורמים משתפים מידע עם הנמענים;
- transduction היא שיטה להעברה ישירה של חומר תורשתי באמצעות פאגים.
שיטותלימודי מורפולוגיה של מיקרואורגניזמים
למחקר המדויק ביותר של מבנה הפרוקריוטים, נעשה שימוש בשיטות כגון מיקרוסקופיה וצביעה.
שיטות מיקרוסקופיות לחקר המורפולוגיה של מיקרואורגניזמים מתבצעות באמצעות מיקרוסקופים אלקטרונים ואור. מומחים פיתחו מספר שיטות לקבלת התוצאות המדויקות ביותר.
שיטת המחקר המורפולוגית מאפשרת באמצעות מיקרוסקופ לבחון את מבנה התא, כמו גם את ניידותו ויכולתו להתרבות.
השיטה הפיזיולוגית מאפשרת לשקול את התגובה של מיקרואורגניזמים לגירויים שונים, כמו גם את היכולת להסתגל לתנאים שונים.
בעזרת שיטת התרבית ניתן לערוך מחקרים על מיקרואורגניזם בתווך מזין. טכניקה זו מאפשרת לך לזהות את היכולת לגדול ולהתרבות.
מורפולוגיה של מיקרואורגניזמים (מיקרוביולוגיה) היא מדע חשוב מאוד שחוקר חיידקים ואורגניזמים חד-תאיים אחרים. אל תחשוב שחיידקים גורמים רק נזק לטבע ולגוף האדם. זה רחוק מלהיות נכון. בלעדיהם, החיים על כדור הארץ יהיו בלתי אפשריים.
