علم الجراثيم واهدافه
علم الجراثيم وأهدافه، علم الجراثيم هو أحد فروع علم الأحياء الدقيقة، والذي يهدف إلى دراسة البكتريا والفيروسات والكائنات الدقيقة، وعلاقتها بكل المجالات كالطب والزراعة والصناعة وما إلى ذلك.
البيولوجي
- تشتق من كلمة يونانية، وتعني علم الأحياء أو الحياة، والمفهوم فهو يعني علم الأحياء لدراسة الكائنات الحية أحادية الخلية مثل البكتيريا.
- أو عديدة الخلايا مثل النبات والحيوان والفطريات، كما يقوم بدراسة العمليات الجزيئية في الخلايا.
- وكيفية تطور الأنواع والنوع الواحد، وتفاع النظم الإيكولوجية، وهو علم يتفاعل مع جميع جوانب الحياة الفيزيائية والكيميائية.
شاهد أيضًا: مقال عن أثر المواد الكيميائية المسرطنة في انقسام الخلايا وتكاثرها
أساسيات علم الأحياء
يعتمد هذا النوع من العلوم على مفاهيم أساسية، وهي:
التوازن:
- حيث يحافظ الكائن الحي على بيئته الداخلية ثابتة.
الوحدة:
- حيث تشترك الكائنات الحية في خصائص كيميائية وبيولوجية وفيزيائية محددة.
التطور:
- وهو عامل مشترك بين جميع الكائنات الحية.
التنوع:
- يشير إلى وجود تنوع بين الكائنات الحية في الخواص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية.
العلاقات والسلوك:
- ينظر إلى علاقات الكائنات ببعضها ومع بيئتها.
الاستمرارية:
- يدل على قدرة الكائن على التكاثر وصنع كائنات من نفس النوع وهذا يجنبه الانقراض.
التنوع الحيوي
- تنوع واختلاف أبعاد الطبيعة وأشكالها، ويدخل بعدة تعاريف ومقاييس، فيتم وصفه بأنه مقياس لسلامة الأجهزة البيولوجية.
- كما يلعب التنوع دور هام في استمرار الحياة على كوكب الأرض، كما يركز كل اهتمامه بالكائنات الحية على سطح كوكب الأرض.
- وتشمل كافة التراكيب الجينية للكائنات بأنواعها، وهو أيضًا تفاعل ناشا بين جميع الكائنات على الكوكب.
- يبدأ في الكائنات الدقيقة وينتهي الضخمة مثل الحيتان والنباتات وغيرها كما يشمل كافة بقاع الأرض.
- ويبلغ عدد الكائنات الحية التي تشكل التنوع الحيوي ما يقارب خمسة وثمانين كائن حي.
- والمناطق الاستوائية هي أكثر المناطق الغنية بالتنوع الحيوي، ويتمركز بها الكائنات الحية حوالي ستة أضعاف المناطق الأخرى.
أقسام التنوع الحيوي
يصنف التنوع الحيوي إلى أقسام هم:
التنوع الوراثي:
- ويشمل كل ما هو يتعلق بتوريث الكائن صفاته لأجيال
تنوع الأنواع:
- يتميز بضم كل الأنواع المختلفة داخل الإقليم الواحد
تنوع الأنظمة البيئية:
- وهو الأكثر صعوبة بين جميع الأنواع من حيث القياسات، ويرجع لوجود تداخل ملحوظ بين كل الأقسام.
ما يميز الجراثيم
إن الجراثيم تتميز بخصائص عديدة وهي:
- هي كائنات مجهرية، أي لا ترى بالعين المجردة، بل يجب استخدام المجهر حتى تستكشف عالمها.
- بسيطة التكوين
- أن جدرانها تتكون من العديد من الأغشية
- في هذه الأغلفة تحتفظ على الغذاء
- تختلف أحجام الخلايا الجرثومية حسب نوع الجرثومة
- تتقاسم بالانشطار الثنائي
- يتكون غذاء الجرثومة في الظرف الهوائي فقط ويكون عضوي أو غير عضوي
- يمكن أن تتواجد أنواع من البكتيريا على سطح الجرثومة
- يمكن أن تلتصق بسهولة على الأسطح
- يجب وضع أصباغ فوق الجراثيم تحت المجهر لتتمكن من رؤيتها بوضوح.
الظروف المناسبة لتكاثر الجراثيم
- أن للجراثيم القدرة على التكيف في الأجواء المحيطة بها
- تتغذى من عملها الخاص، حيث تقوم بتجهيز المكونات الغير عضوية عن طريق الضوء، وإن كانت في وسط كيميائي سوف تستمد منه غذائها
- أن الوسط المائي يساعد الجراثيم على النشاء والتكاثر، وكلما زادت درجة الحرارة كلما تكاثرت أكثر.
- تموت في درجات الحرارة المنخفضة أو توقف نشاطها
- لكل جرثومة وسط معًا تنشط فيه.
- إن غاز الأوكسجين لهو مهم جدًا للجرثومة وهناك تصنيف للجراثيم وفقًا لحاجتها وتفاعلها مع الأوكسجين
- وهناك أنواع تستطيع التكيف في وجود أوكسجين أو بدونه
شاهد أيضًا: معلومات مهمة عن الجراثيم
أنواع الجراثيم
تتكون الجراثيم الكروية على سلاسل متصلة وشكلها غير متناسق وغير منتظم، الجراثيم التي تتسبب في مرض الكوليرا هي الجراثيم العضوية.
حيث أن لها القدرة على التكون بمفردها، تمتاز الجراثيم اللولبية بكبر حجمها، كما تتسبب بمرض الزهايمر
الجراثيم والمشاكل الاقتصادية
- يمكن للجراثيم أن اختلطت بالطعام أن تتسبب في تسمم غذائي.
- تدخل الجراثيم في التصنيع الغذائي في منتجات الألبان والأجبان وبعض الأحماض.
- تؤثر الجراثيم على البيئة
- تؤثر الجراثيم على صحة الإنسان
- الجراثيم والحشرات التي تساعد على التخلص من التلوث البيئي
تاريخ اكتشاف البكتريا
- كان للعالم الهولندي (فان ليفنهوك) اليد في اكتشاف علم الجراثيم فكان عالمًا للطبيعة واستطاع باستخدام عدسة مكبرة بسيطة.
- رؤية كائنات حية بالغة الصغر في الماء وعرفت تلك الكائنات في ذلك الوقت باسم الجزيئات الحيوانية.
- مع مرور الزمن تطورت المعلومات عن الجراثيم وقام العلماء بتطوير أجهزة أحدث لدراستها، ففي القرن التاسع عشر تم اختراع المجهر.
- وبذلك أصبحت دراسة الجراثيم أسهل كما تم التعرف على أشكالها وحركاتها ودورها في التخمر وتسببها في حدوث الأمراض.
تطور علم الجراثيم
- أول من قام بتقسيم البكتريا هو العالم (فرديناند كوهن) وقام بذلك عندما قسمها من حيث شكلها.
- العالمان (لويس باستور وروبرت كوخ) قاما بالعديد من الدراسات حتى وصلا لاستكشاف دور البكتيريا في التسبب بالمرض للإنسان ونفي نظرية التولد التلقائي ” الذاتي “
- كما تمكن العالم (باستور) بين عامي (1880-1881) من القيام بتلقيح الحيوانات ضد مرض تسببه البكتيريا.
- وهذا كان بمثابة البوابة التي فُتِحَت لدراسة وإنتاج اللقاحات والأمصال المناعية للوقاية من الأمراض ومعالجتها.
- مع مرور الوقت قام العلماء بالمزيد من التجارب والأبحاث حتى توصلوا إلى استخدام أساليب حديثة لدراسة البكتريا.
- حيث قاموا باستخدام الصبغات التي جعلت من رؤية البكتيريا أكثر سهولة.
- ومع العديد من التجارب قاموا بفصل الكائنات الحية بالغة الصغر باستخدام أطباق تحتوي على مواد غذائية مخلوطة الغراء أو الجيلاتين.
- استنتج العلماء أن بإمكانهم الاستفادة من البكتريا في الزراعة وإنتاج الألبان والجبن والعديد من الاستعمالات الأخرى المفيدة.
أساسيات علم الجراثيم
- البكتيريا هي كائنات حية وحيدة الخلية بدائية النواة. أي لا يوجد لها نواة حقيقية، ولا عضويات محاطة بأغشية مثل الميتوكوندريا.
- كما كل الكائنات الحية تحتوي البكتيريا على المادة الوراثية DNA التي تتواجد على شكل سلسلة دائريه واحدة والتي توجد في البلازميدات.
- البلازميدات هي جزيئات دائرية صغيرة الحجم توجد في البكتريا.
- والحمض النووي الخاص بالبكتيريا لا يحتوي على الهستونات؛ وهي البروتينات الموجودة في كروموسومات الكائنات الحية التي لها نواة حقيقية.
- بينما الخلية البكتيرية تحاط بغشاء خلوي يحيطه جدار خلوي عادة يتكون من الببتيدوجليكان.
أنواع البكتريا
قام العلماء بتصنيف البكتريا إلى العديد من التصنيفات، لكن من حيث شكلها إلى أربعة أنواع:
- بكتيريا كروية
- بكتيريا عضوية.
- وبكتيريا حلزونية.
- بكتيريا الضّمة.
تتميز العديد من أنواع البكتيريا العضوية وبكتيريا الضمة بامتلاكها الأسواط تساعدها على الحركة، بينما هناك أنواعًا أخرى من البكتيريا تمتلك أشعارًا بكتيرية تسهل نقل الحمض النووي بين أزواج البكتيريا.
تقوم البكتيريا بحماية نفسها ذاتيًا بإحاطة نفسها بأبواغ داخلية سميكة عن التعرض لأجواء بيئية غير ملائمة مثل الجفاف، والحرارة العالية.
والمواد الكيميائية السامة والإشعاع؛ وبهذه الطريقة يمكن أن تظل الأبواغ في حالة سبات لفترات طويلة جدًا قد تصل إلى مئات السنين إلى أن تعود الظروف الملائمة.
شاهد أيضًا: بحث عن فوائد المجهر الضوئي ومكوناته
وقد تحدثنا على كل ما تحتاج لمعرفته بصورة مبدئية ومبسطة ومختصرة عن علم المجهريات، بالتحديد الجراثيم، وفوائدها وأضرارها، كما تناولنا القليل عن البكتيريا.
كما علمنا أنها تدخل في صناعات وتسمى بصناعات التلاعب البكتيري أو الجرثومي، كصناعات مشتقات الالبان، وغيرها من الصناعات التي تدخل بها عالم المجهريات.