Микробиология XX и XXI века

Содержание

1. Введение………………………………………………………………….3
2. Основная часть

2.1.История развития микробиологии…………………………………4

2.2. Практическое значение микробиологии……………………………12

2.3. Основные проблемы  современной микробиологии……………….14

3. Заключение……………………………………………………………….15
4. Литература……………………………………………………………….16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                               Введение

На протяжении длительного  времени человек жил в окружении  невидимых существ, использовал  продукты их жизнедеятельности (например, при выпечке хлеба из кислого  теста, приготовлении вина и уксуса), страдал, когда эти существа являлись  причинами болезней или портили  запасы пищи, но не подозревал о их присутствии. Не подозревал потому, что не видел, а не видел потому, что размеры  этих «микросуществ» лежали много ниже того предела видимости, на который  способен человеческий глаз.

Создание в 1676 году первого  микроскопа позволило решить эту  проблему.

И началось становление новой  науки, которая получила название –  микробиология.

Микробиология – это наука, изучающая закономерности развития и жизнедеятельности микроорганизмов  в единстве со средой обитания. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              Основная часть

 История микробиологии.

История микробиологии начинается примерно с 1661 г, когда голландский  торговец сукном Антони ван Левенгук (1632-1723) впервые описал микроскопические существа, наблюдаемые им в микроскоп  собственного изготовления. В своих  микроскопах Левенгук использовал  одну короткофокусную линзу, закрепленную в металлическую оправу. Перед  линзой находилась толстая игла, к  кончику которой прикреплялся исследуемый  объект. Иглу можно было передвигать  относительно линзы с помощью  двух фокусирующих винтов. Линзу следовало  приложить к глазу и через  нее рассматривать объект на кончике  иглы. Будучи по складу характера любознательным и наблюдательным человеком, Левенгук изучил различные субстраты естественного  и искусственного происхождения, рассмотрел под микроскопом огромное количество объектов и сделал очень точные рисунки. Он исследовал микроструктуру растительных и животных клеток, сперматозоиды,  эритроциты, строение сосудов растений и животных, особенности развития мелких насекомых.

Антони ван Левенгук повсюду  обнаруживал микроорганизмы и пришел к выводу, что окружающий мир густо  заселен микроскопическими обитателями .

Открытия   Антони ван  Левенгука были настолько неожиданными и фантастическими, что напротяжении почти 50 лет последующих лет вызывали всеобщее изумление.

После смерти Левенгука изучение микроорганизмов долго сдерживалось несовершенством увеличительных приборов.

Только к середине XIX века были созданы модели световых микроскопов, позволившие другим исследователям детально описать основные группы микроорганизмов. Этот период истории микробиологии можно условно назвать описательным.

С  середины 19-го века начался  новый этап развития микробиологии, который был назван физиологическим. Он связан с  работами французского химика-кристаллографа Луи Пастера (1822-1895) и немецкого сельского  врача Роберта Коха (1843-1910).

Человеком, который своими работами положил начало современной  микробиологии, был выдающийся французский  ученый Луи Пастер. Его научная  деятельность многогранна и охватывала все основные проблемы того времени, связанные с жизнедеятельностью микроорганизмов.

Изучая молочнокислое, спиртовое, маслянокислое брожение, Л. Пастер выяснил, что эти процессы вызываются определенными  видами   микроорганизмов и  непосредственно связаны с их жизнедеятельностью. Позднее, изучая «болезни»  вина, болезни животных и человека, он экспериментально установил, что  их «виновниками» также являются микроорганизмы. Таким образом, Л. Пастер впервые показал, что микроорганизмы – это активные формы, полезные или  вредные, энергично воздействующие на окружающую природу, в том числе  и на человека.

Л. Пастер обнаружил существование  «жизни без кислорода», т. е. анаэробный способ существования. Он же ввел термины  «аэробный» и «анаэробный» для обозначения  жизни в присутствии или в  отсутствии молекулярного кислорода.

К  области теоретических  открытий Л. Пастера относятся его  работы о невозможности сомозарождения.

 К тому времени вопрос  о самозарождении животных и  растений из неживого материала  был уже решен отрицательно, а  относительно микроорганизмов спор  продолжался. Опыты итальянского  ученого Ладзаро Спалланцани  и французского исследователя  Франсуа Аппера по длительному  прогреванию питательных субстратов  в герметичных сосудах для  предотвращения развития микробов  подвергались критике сторонников  теории самозарождения: они считали, что именно укупорка сосудов препятствует проникновению внутрь некой «жизненной силы». Пастером был проведен изящный эксперимент, поставивший точку в этой дискуссии. Прогретый питательный бульон был помещен в открытый стеклянный сосуд, горлышко которого было вытянуто трубкой и S-образно изогнуто. Воздух мог беспрепятственно проникать внутрь колбы, а клетки микроорганизмов оседали в нижнем изгибе горлышка и не попадали в бульон. В этом случае бульон оставался стерильным неопределенно долго. Если же колбу наклоняли так, что жидкость заполняла нижний изгиб, а затем бульон возвращали обратно в сосуд, то внутри быстро начинали развиваться микроорганизмы.

Пастер сделал вывод о  возможности прививать ослабленных  возбудителей заболевания здоровым и зараженным людям и животным, чтобы стимулировать защитные силы организма в борьбе с инфекцией. Ученый назвал материал для прививок вакциной, а сам процесс – вакцинацией.

Открытия Л. Пастера показали, как разнообразен, необычен, активен не видимый простым глазом микромир и какое огромное поле представляет его изучение.

Роберт Кох - немецкий микробиолог, один из основоположников современной бактериологии и эпидемиологии, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1884). Открыл (1882) возбудителя туберкулёза («палочка Коха»). Впервые выделил чистую культуру возбудителя сибирской язвы, доказал её способность к спорообразованию. Предложил способы дезинфекции. Кох окончательно сформулировал и экспериментально подтвердил постулаты, доказывающие микробное происхождение заболевания:

1. микроорганизм должен  присутствовать в материале больного;

2. выделенный в чистой  культуре, он должен вызывать  ту же болезнь у экспериментально  зараженного животного; 

3. из этого животного  возбудитель должен быть опять  выделен в чистую культуру, и  две эти чистые культуры должны  быть одинаковыми. 

Эти правила получили в  дальнейшем название «триада Коха». При исследовании возбудителя сибирской  язвы ученый наблюдал образование клетками особых плотных телец (спор). Кох  пришел к выводу, что устойчивость этих бактерий в окружающей среде  связана со способностью к спорообразованию.

Родоначальником русской  микробиологии является Л. С. Ценковский (1822—1887). Объектом его исследований были микроскопические простейшие, водоросли, грибы. Л. С. Ценковский открыл и описал большое число простейших, изучал их морфологию и циклы развития. Это позволило ему сделать  вывод об отсутствии резкой границы  между миром растений и животных. Л. С. Ценковский интересовался проблемами медицинской микробиологии.

Основоположником медицинской  микробиологии справедливо считают  также И. И. Мечникова (1845—1916). И. И. Мечников был разносторонним исследователем, но основные свои научные интересы он сосредоточил на проблеме изучения взаимоотношений хозяина и микроорганизма-паразита. В 1883 г. И. И. Мечников создал фагоцитарную теорию иммунитета. И. И. Мечников показал, что защита организма от болезнетворных микроорганизмов — сложная биологическая реакция, в основе которой лежит способность белых кровяных телец (фагоцитов) захватывать и разрушать посторонние тела, попавшие в организм.

Развитие микробиологии  в нашей стране тесно связано  также с именем крупнейшего ученого, друга и соратника И. Мечникова, Н.Ф. Гамалеи (1859-1949). Всю свою жизнь  Гамалея посвятил изучению инфекционных болезней и разработке мер борьбы с их возбудителями. Гамалея внес крупнейший вклад в изучение туберкулеза, холеры, бешенства, в 1886 г. вместе с И. Мечниковым организовал в Одессе первую пастеровскую станцию и ввел в практику прививки против бешенства. Он открыл птичий вибрион - возбудителя холероподобного заболевания птиц - и в честь Ильи Ильича назвал его вибрионом Мечникова. Затем была получена вакцина против холеры человека.

Большой вклад в развитие общей микробиологии внесли русский  микробиолог С. Н. Виноградский (1856—1953) и голландский микробиолог М. Бейеринк (1851—1931). Оба много и плодотворно работали в разных областях микробиологии. Впитав идеи Л. Пастера о многообразии форм жизни в микромире, С. Н. Виноградский ввел микроэкологический принцип в исследование микроорганизмов, который был успешно развит М. Бейеринком и применен при выделении различных групп микроорганизмов. В частности, спустя восемь лет после открытия С. Н. Виноградским анаэробного азотфиксатора, М. Бейеринк обнаружил в почве еще один вид бактерий, способных к росту и азотфиксации в аэробных условиях, — Azotobacter chroococcum. Круг научных интересов М. Бейеринка был необычайно широк. Ему принадлежат работы по исследованию физиологии клубеньковых бактерий, изучению процесса денитрификации и сульфатредукции, работы по изучению ферментов разных групп микроорганизмов.

К числу выдающихся основоположников отечественной микробиологии следует  отнести также ученика С. Виноградского  В.Л. Омалянского (1867-1928). Он был не только замечательным ученым, но и талантливым  педагогом, популяризатором достижений микробиологии. В. Омелянский, подобно  Пастеру, обладал глубокими знаниями в области химии, которые легли  в основу его и экологического изучения микроорганизмов. Круг научных  интересов В. Омелянского очень  широк, однако главное направление  его исследований связано с изучением  круговорота веществ в природе, в котором существенную роль он отводил  микроорганизмам. Изучая процессы разложения органического вещества, он впервые  выделил целлюлозоразрушающие бактерии, описал их физиологию и химизм самого процесса.

 

Глубоко и всесторонне  Омелянским были изучены микроорганизмы, участвующие в круговороте азота, особенно свободноживущие азотофиксаторы и нитрификаторы.

К новой области исследований относится одна из последних работ  Омелянского «Роль микроорганизмов  в выветривании горных пород». Эта  работа легла в основу геологической  микробиологии.

Большой заслугой Омелянского  является создание первого русского учебника «Основы микробиологии», вышедшего  из печати в 1909 г. и выдержавшего 9 изданий. В нем В. Омелянский обобщил результаты микробиологических исследований и дал общие схемы круговорота в природе отдельных элементов, в том числе азота, углерода, серы и железа. В течение десятилетий этот учебник был настольной книгой специалистов.

Большой вклад в развитие отечественной и мировой микробиологии  внес Д.И. Ивановский (1864-1920), открывший  в 1892 г. вирусы растений и тем самым  заложивши основу новой науки - вирусологии. Подчеркивая важность исследования Ивановского, английский вирусолог Н. Пири писал: «Огромное значение открытия Ивановского для теоретического естествознания заключается в том, что им была открыта новая форма существования белковых тел». Идеи Ивановского сыграли решающую роль в последующих блестящих успехах вирусологии, в результате которых были открыты возбудители большинства вирусных болезней человека, животных, растений и микроорганизмов.

Владимир Николаевич Шапошников (1884-1968) является основателем отечественной  технической микробиологии. Его  работы по физиологии микроорганизмов  посвящены изучению различных видов  брожения. Им открыто явление двухфазности ряда микробиологических процессов  и разработка способов управления ими. Исследования В.Н.Шапошникова стали  основой для организации в  СССР микробиологических производств  органических кислот и растворителей.

Работы З. В. Ермольевой (1898–1974) внесли существенный вклад в физиологию и биохимию микроорганизмов, медицинскую микробиологию, а также способствовали становлению микробиологического производства ряда отечественных антибиотиков. Так, она исследовала возбудители холеры и другие холероподобные вибрионы, их взаимодействие с организмом человека и предложила санитарные нормы хлорирования водопроводной воды в качестве средства профилактики этого опасного заболевания.

Работы Н. А. Красильникова (1896-1973) посвящены изучению мицелиальных прокариотических микроорганизмов – актиномицетов. Подробное исследование свойств этих микроорганизмов позволило Н.А.Красильникову создать определитель актиномицетов. Ученый был одним из первых исследователей явления антагонизма в мире микробов, что позволило ему выделить актиномицетный антибиотик мицетин. Н.А.Красильников изучал также взаимодействие актиномицетов с другими бактериями и высшими растениями. Его работы по почвенной микробиологии посвящены роли микроорганизмов в почвообразовании, распределению их в почвах и влиянию на плодородие.

Ученица В.Н.Шапошникова, Е. Н. Кондратьева (1925-1995) возглавляла изучение физиологии и биохимии фотосинтезирующих и хемолитотрофных микроорганизмов. Ею подробно проанализированы особенности метаболизма таких прокариот и выявлены общие закономерности фотосинтеза и углеродного обмена. Под руководством Е.Н.Кондратьевой был открыт новый путь автотрофной фиксации углекислого газа у зеленых несерных бактерий, проведено выделение и подробное изучение штаммов фототрофных бактерий нового семейства. В ее лаборатории была создана уникальная коллекция бактерий-фототрофов. Е.Н.Кондратьева была инициатором исследований метаболизма микроорганизмов-метилотрофов, использующих в своем метаболизме одноуглеродные соединения.