مقدمة
في علم الأحياء الدقيقة العامة
الميكروبيولوجي
أو علم الأحياء الدقيقة هي فرع
العلوم الذي يهتم بدراسة الكائنات المجهرية التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة
(بعض وحيدات الخلية البدائية يمكن رؤيتها بالعين المجردة). من أجل رؤيتها يجب إذن
استعمال المجهر.
تعرف الكائنات الدقيقة بتعدد أنواعها و
توجد إما على شكل خلايا معزولة أو على شكل مجموعات. هذه الكائنات الحية الدقيقة تسمى أيضا
'جراثيم' و يندرج في إطار هذا المصطلح العام كل من البكتيريا والخمائر والفطريات
والطحالب والبروتوزوا (الحيوانات الاولية) والفيروسات، سواء كانت مسببة للأمراض أم
لا. عند عامة الناس، كلمة 'جرثومة' تعني كل كائن دقيق مسبب للمرض. لكن في الإطار
العلمي، الكائنات الدقيقة ليست كلها مسببة للأمراض، فهناك النافعة منها و الضارة.
توجد
الكائنات الدقيقة في
جميع أنواع البيئات الطبيعة، إذ نجدها في التربة و الماء و الهواء و أيضا في بعض الأوساط البيئية التي تعرف بقسوتها
كالقطب المتجمد و الصحاري و أفواه البراكين و قاع المحيطات و غيرها. بعض الكائنات الدقيقة ترتبط
بالنباتات و الحيوانات عن طريق علاقات تكافل، أو تطفل.
تصنف
الكائنات الدقيقة إلى مجموعتين
: - بدائيات النوى (prokaryotes)
وحقيقيات
النوى (eukaryotes).
البكتيريا تنتمي إلى مجموعة بدائيات النوى، بينما الفطريات والطحالب والبروتوزوا (الحيوانات
الاولية) هي من مجموعة حقيقيات النوى.
على
الرغم من أن العالم ليفنهوك قد لا يكون أول من رأى البكتيريا أو الحيوانات
الأولية، إلا أنه كان أول من قدم وصفاً دقيقاً لمكتشفاته حيث كان أول من وصف
وبالرسم معظم الأنواع التي نعرفها من الكائنات وحيدة الخلية مثل الخميرة والطحالب
ووحيدات الخلية الحيوانية والبكتيريا .
كان لاكتشافات ليفنهوك الأثر الأكبر في اكتشافات العالم الفرنسي لويس باستير
الذي اكتشف علاقة الكائنات الدقيقة بعملية التخمير Fermentation
. كما قادت أيضاً إلى اكتشاف العالم روبرت كوخ الذي عزل البكتيريا المسببة لمرض
السل ومرض الجمرة الخبيثة .
الكائنات المجهرية التي تعيش في البكتيريا :-
وهي موجودة في كل مكان وموجودة التربة والمياه والهواء والنباتات والحيوانات في البشر ، تتواجد البكتيريا على الجلد وتعيش في
الفم والأمعاء. معظم هذه البكتيريا غير ضارة أو مفيدة للكائن الحي وتسمى بالساكنة
الطبيعية ، غير أن العديد من أنواع البكتيريا مسببة للأمراض وتسبب في حدوث الأمراض المعدية مثل الكوليرا والزهري
والسل ..
تركيب الخلية البكتيريا
البكتيريا هي خلايا بسيطة نسبيا ، وتتميز بعدم وجود
نواة وميتوكندريا.
تتكون البكتيريا من الجينوم الذي يتكون من شريط
الحامض النووي يتواجد سائب في الخلية البكتيرية أي لا يغلفه غلاف نووي ، وغالبا ما
تحتوي خلايا البكتيريا علي قطع من الحامض النووي دائرية تتواجد مستقلة عن كرموسوم الخلية وتسمى
بالبلازميدات وتحمل العديد من الجينات كالجينات المسئولة عن مقاومة المضادات
الحيوية مثلا أما الغشاء البلازمي فهو يتكون من البروتينات والفوسفوليبدات ويتميز الغشاء البلازمي بخاصية انتقائية وذلك
بسماح ببعض المواد الدخول للخلية دون غيرها, أما جدار الخلية فانه يعطي البكتيريا
شكلها الخارجي .
الأهداب
ليس لها دور في الحركة ولأكن لها دور مهم في عملية الاقتران في عملية
التكاثر
الجنسي أما الاسواط فلها دور هام في الحركة
طريقة الترتيب للخلايا تعتبر ميزة تميز أنواع البكتيريا, العديد من
أنواع البكتيريا تتواجد منفردة ، في حين أن الأنواع الأخرى ترتبط مع بعضها البعض’
قد يرتبط او على شكل عقدي او على شكل
عناقيد (diplococci) في ازواج
Eucaryote
تضم جميع الكائنات الحية التي تكون مادتها الوراثية
مغلقة ،
. تشمل الطحالب والفطريات والبروتوزوا eukaryotes.
عضيات الخلية و الخلية محاطة بغشاء البلازمي وتحتوي الخلية على السيتوبلازم المسئولة عن
الأنشطة الخلوية..
النواة تحتوي على المعلومات الجينية للخلية اما
الميتوكندريا فهي توفر الطاقة للخلية حيت لها دور
هام في عملية التنفس الخلوي ’ومن امثلة حقيقيات النواة
الطحالب
Algae . هذه الكائنات الدقيقة يوجد منها أحادي الخلية أو متعدد الخلايا ، وتعيش
في المياه العذبة أو المالحة والتربة. هذه الكائنات الحية ذاتية التغذية عن أي
تقوم بعملية التمثيل الضوئي .
دور
الأحياء الدقيقة في
الطبيعة والزراعة والصناعة :
.
في التربة :
تستطيع الأحياء الدقيقة أن تقوم بإخصاب التربة بسبب تثبيتها
للنيتروجين الجوي وتحويله إلى مركبات نيتروجينية تستخدمها النباتات في تكوين
البروتين . وتقوم بتحويل المركبات العضوية(المعقدة) إلى مركبات غير عضوية (بسيطة) في التربة لتكون جاهزة للنبات .
1.
2. في الصناعة
:
تستطيع الأحياء الدقيقة أن تساهم في إنتاج المواد الصناعية مثل الإنزيمات
والأحماض العضوية والكحول وبعض المواد الطبية مثل المضادات الحيوية. وتتحقق
الفائدة التجارية من خلال تنمية الأحياء الدقيقة على أوساط
زراعية رخيصة التكلفة لإنتاج مواد ذات عائد اقتصادي عال، وهذه الأحياء الدقيقة مشتملة
على البكتيريا والخميرة والطحالب والعفن .
1.
.
في الألبان :
تستعمل الأحياء الدقيقة في إنتاج الجبن بأنواعه والزبد ومشتقات الحليب الأخرى .
1.
4. في
تنقية الفضلات :
استُخدمت الأحياء الدقيقة في تنقية الفضلات المنزلية وذلك بتنميتها في وحدات تجميع الفضلات حيث تقوم
الأحياء الدقيقة بهضم
وأكسدة المواد العضوية وتحطم الأنواع الضارة من الأحياء الدقيقة . وفي بعض
الأحيان يمكن استخدام الفضلات المنزلية بعد تعديلها بفعل الأحياء الدقيقة في تغذية الأسماك والحيوانات البحرية
الأخرى .
و يمكن القول بأن الأحياء الدقيقة موجودة في كل مكان، في الهواء
الذي نتنفس، وفي الطعام الذي نأكل، وتوجد على أسطح أجسامنا وفي أمعائنا وفي
أفواهنا وأُنوفنا، وقد شاءت قدرة الله تعالى أن تكون معظم هذه الأحياء الدقيقة غير ضارة
لنا، وفي حالة التعامل مع ما هو ضار لنا تستطيع أجسامنا أن تُكوّن مناعة ومقاومة
ضدها .
تقسيمات الأحياء الدقيقة :
نحن ندرس في علم الأحياء الدقيقة الكائنات
التي تشبه النبات أكثر مما تشبه الحيوان، وهناك أنواع تشارك في صفاتها صفات كل من النبات والحيوان.
و
في بدايات علم التصنيف ضُمت البكتيريا للمملكة البدائية
التي تُسمى Protista
حيث احتوت هذه المملكة على قسمين هما حقيقيات النواة Eucaryota
وغير حقيقيات النواة Procaryota .
وقد اعتمد هذا التصنيف على الفرق التشريحي الخلوي
. فقد وُصف النوع الثاني Procaryota بعدم احتوائه على غشاء نووي محدد يحوي
بداخله المواد النووية، ووُصف انقسام الخلية بأنه من الانقسام المباشر (الأختزالى)
Meiosis،
وتنظيم جيناتها ليس محدداً بدقة كما هو الحال في الكائنات
الأكثر رقياً . وأُعتبرت البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة Blue-green
algae
من هذا القسم .أما القسم الأول(حقيقيات النواة) فقد احتوى على الكائنات الدقيقة التي يوجد
بها غشاء نووي و كروموسومات، وتنقسم الخلية بواسطة الانقسام غير
المباشر Mitosis ، هذا القسم يحوي الأوليات الحيوانية Protozoa
والفطريات Fungi والطحالب Algae
(غير الخضراء المزرقة) .
و
حديثا تم تصنيف البكتيريا فى مملكة
مستقلة تسمى المونيرا Monera التي ضمت معها الطحالب الخضراء
المزرقة تحت اسم سيانوبكتيريا Cyanobacteria (بكتيريا خضراء مزرقة) و كذلك انعزلت الفطريات فى مملكة مستقلة
أما الطحالب فبقيت فى تصنيفها السابق.
ملاحظه
هامة:
"الفيروسات
تراكيب لا خلوية ولا تشبه في صفاتها أية مملكة من مملكات الأحياء
الخمسة ولذلك فهي لا تندرج تحت هذا التقسيم".
مجموعات
الكائنات الحية الدقيقة :
1.
الفيروسات Viruses:
كائنات أولية دقيقة جداً تمر من خلال
المرشحات، طفيليات إجبارية، تسبب أمراضاً للإنسان والحيوان والنبات والبكتيريا، في الأغلب تُشاهد فقط بالمجهر
الإلكتروني ، تنمو فقط في داخل خلايا الكائنات الحية .
2.
البكتيريا Bacteria
: عبارة عن خلايا وحيدة مجهرية الحجم،
يوجد فيها حوالي 1500 نوع أو أكثر منتشرة في البيئات
الطبيعية – وسنتناولها بشيء من التفصيل فيما بعد.
3
. الفطريات Fungi: نباتات خالية من الكلوروفيل وغير
قادرة على صنع غذائها ، تعتبر في العادة كائنات عديدة الخلايا لكنها
لا تتكون من جذور وسيقان وأوراق .
و
يتراوح حجمها من خلية مفردة مجهرية مثل الخميرة Yeast
إلى خلايا متعددة ضخمة مثل الأجاريكس (المشروم) Mushroom
.
4
. الطحالب Algae : كائنات بسيطة والأولية منها وحيدة الخلية، بينما الطحالب
الأخرى تتجمع الخلايا المتشابهة منها على شكل مجموعات بدون فروق في التركيب والوظيفة . وبصرف النظر عن
حجم خلايا الطحالب فإنها جميعاً تحتوي على الكلوروفيل ولها القدرة على القيام
بعملية التمثيل الضوئي Photosynthesis، وتتواجد الطحالب غالباً في البيئة المائية، أو في التربة الضحلة .
5 .
الأوليات الحيوانية Protozoa : خلايا وحيدة حيوانية، أكثر أنواعها المعروفة تسبب
أمراضاً للإنسان وبعض الحيوانات
لتحميل المحاضرة بصيغة pdf اضغط هــــنـــا
الإبتساماتإخفاء