Microbiologie

Obiectul de studiu al Microbiologiei este biologia microorganismelor, adica studiul organismelor mici, vizibile numai la microscop.

Etimologic, notiunea de microorganism are sensul de organism mic. Cu acelasi sens se foloseste notiunea de microb, mai ales in cazul microorganismelor patogene. Desi utilizat in mod curent, termenul de "microb" nu este stiintific. Notiunea de "microb" a fost introdusa de Sedillot (l878), cu sensul ei stiintific: micro + bios = viata scurta. Termenul s-a pastrat si a dat numele domeniului Microbiologiei.

Notiunea de microorganism nu are semnificatie taxonomica, deoarece reuneste un grup vast si heterogen de organisme diferite ca pozitie sistematica si ca organizare structurala, dar care se aseamana prin trei proprietati comune:

-toate au dimensiuni microscopice, ceea ce le face invizibile cu ochiul liber;

-in general au organizare unicelulara. Chiar daca unele microorganisme formeaza asociatii pluricelulare, ele raman, in esenta, organisme unicelulare, deoarece, o celula izolata din complexul multicelular isi pastreaza viabilitatea, creste, se divide si reface asociatia;

-structura lor interna este relativ simpla, comparativ cu a macroorganismelor.

Heterogenitatea microorganismelor este definita de alte trei caracteristici:

-pozitia sistematica a microorganismelor este foarte diferita;

-activitatile biologice (fiziologice) pe care le desfasoara sunt foarte diversificate

-morfologia si structura interna a diferitelor grupe de microorganisme sunt foarte diferite.

Cadrul larg al notiunii de microorganism cuprinde urmatoarele grupe:

1.Eubacteria (bacterii adevarate);

2.Cyanobacteria (fostele "alge" albastre-verzi)

3.Archaea, un grup de microorganisme asemanatoare cu bacteriile adevarate, din punct de vedere morfologic si structural.

Toate cele trei grupe au organizare celulara de tip procariot. Celelalte microorganisme, cu pozitie sistematica heterogena au organizare celulara de tip eucariot:

1.Fungii microscopici, cu un numar mare de reprezentanti;

- levurile cu organizare unicelulara

- mucegaiurile (fungi filamentosi), cu organizare pluricelulara;

2.Algele microscopice

3.Protozoarele.

Denumirea de bacterie a fost introdusa de Ehrenberg (l838). El a creat denumiri de gen: Bacterium, Spirillum, Spirochaeta, fara sa stabileasca deosebiri intre bacterii si protozoare.

Desi virusurile nu sunt microorganisme, aceasta lucrare cuprinde un capitol de Virologie in care sunt prezentate, intr-o forma generala, virusurile si entitatile moleculare infectioase cu organizare subvirala (viroizii si prionii).

Virusurile sunt entitati infectioase cu un nivel inalt de organizare, alcatuite in esenta, din proteine si un acid nucleic (ADN sau ARN). Studiul interactiunii virus-celula (in special fagul lambda-E. coli) a avut un rol decisiv in dezvoltarea biologiei moleculare.

Viroizii sunt entitati infectioase alcatuite dintr-o molecula de ARN pur, patogene pentru unele plante de cultura.

Prionii sunt entitati infectioase de natura proteica. Pentru studiile referitoare la natura lor, modalitatea de transmitere si la mecanismele patogenezei, lui S. Prusiner, in l997 i s-a decernat Premiul Nobel.

Evolutia Microbiologiei ca stiinta

Microbiologia este o stiinta relativ tanara. Ea s-a cristalizat ca un domeniu particular al stiintelor biologice, in a II-a jumatate a secolului l9.

In l655, A. Kircher a intuit existenta unor forme de viata, invizibile cu ochiul liber. Primele microorganisme au fost vazute cu ajutorul unui aparat optic de marire a imaginii, de catre olandezul A.van Leevenhoek in l676. Cu aparatele sale de constructie proprie, el a examinat picaturi de apa din diferite surse naturale sau de saliva cu raclaj dentar si a observat o lume fascinanta, cu densitati neobisnuite, intr-o miscare perpetua. In descrierile si in desenele sale pe care le-a prezentat Societatii Regale din Londra, printre alte organisme se recunosc bacteriile. Din acest motiv, pana in l976, Leevenhoek a fost considerat descoperitorul bacteriilor. Dar gandirea de atunci nu a reusit sa reuneasca lumea microorganismelor cu restul lumii vii.

In l976, la 300 de ani de la descrierea lor, chiar cercetatorii olandezi au considerat ca este nedrept ca Leevenhoek sa fie considerat descoperitorul bacteriilor, deoarece el nu a intuit particularitatile structurale si functionale ale acestor organisme, ci le-a considerat ca fiind niste "pui" ai animalelor acvatice mai mari. De aceea le numea "animalcule". Desi lupele sale aveau o putere de marire net superioara celor de azi, Leevenhoek nu a sesizat noutatea lumii pe care a vazut-o.

Caracterele aparte ale microorganismelor au fost intuite de F. Cohn (l875). El le-a definit ca organisme microscopice, unicelulare, care se inmultesc prin diviziune directa si este considerat intemeietorul Microbiologiei ca stiinta.

De o importanta exceptionala pentru dezvoltarea Microbiologiei sunt descoperirile lui L. Pasteur (l822-l895). El era preocupat de activitatile fziologice ale microorganismelor, in special fermentative si patologice. Pentru a le descrie, Pasteur foloseste diferite denumiri: ciuperci, infuzori, bacterii, levuri, monade. El a infiintat primele laboratoare de cercetare microbiologica. Contributiile sale de exceptie se inscriu in urmatoarele domenii:

-a demonstrat experimental, ca fermentatiile nu sunt procese pur chimice, ci sunt procese biologice, rezultatul activitatii metabolice a microorganismelor anaerobe. A definit procesul fermentativ ca fiind rezultatul "vietii fara aer" a microorganismelor anaerobe. Odata cu descrierea proceselor fermentative, Pasteur a pus bazele Microbiologiei industriale;

-a pus bazele teoretice ale Microbiologiei medicaleumane si veterinare, demonstrand cauzele producerii maladiilor infectioase. Pana atunci se cunostea caracterul transmisibil (contagios) al acestora, dar nu se stia ca ele sunt rezultatul patrunderii in organism a unor agenti patogeni;

-a demonstrat ca proprietatile de patogenitate si virulenta a microorganismelor se pot modifica in vitro. Astfel, din culturile de bacterii patogene si virulente deriva culturi cu virulenta atenuata, care se pot utiliza ca vaccinuri. Pasteur a pus astfel bazele unei activitati practice de o importanta practica exceptionala - vaccinarea;

-a fundamentat stiintific domeniul imunitatii antiinfectioase, creind un domeniu nou al stiintelor biologice - Imunologia, nascuta ca o ramura a Microbiologiei, dar care ulterior s-a separat complet, ca un domeniu de sine statator;

-este intemeietorul primului Institut de Microbiologie din lume - Institutul Pasteur din Paris;

-in plan teoretic, Pasteur a a rezolvat controversa generatiei spontane, demonstrand cu argumente experimentale ca microorganismele sunt forme de viata cu un grad inalt de organizare, ce nu pot lua nastere spontan din materia organica. Totdeauna microorganismele isi au originea in alte celule, care contamineaza materia organica.

In l897, Beijerinck a descoperit virusurile. El a intuit natura particulara a agentului mozaicului la tutun si l-a considerat ca fiind "contagium, vivum, fluidum" (agent contagios, viu-corpuscular-filtrabil). Initial, Virologia s-a dezvoltat ca o ramura a Microbiologiei, dar raportandu-ne la natura particulara a virusurilor, Virologia este o stiinta independenta.

La noi in tara, V. Babes, impreuna cu Cornil (Franta) este autorul primului Tratat de Bacteriologie din lume. In sistemul nervos al animalelor moarte de turbare a descris prezenta incluziilor Babes-Negri.