микробы. История изучения микробов
 Скачать 82.97 Kb.
|
|
История открытия и изучения микробов Классификация и физиология микроорганизмов ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ МИКРОБОВ Микроорганизмы, или микробы - это живые существа микроскопически малых размеров, которыми насыщена окружающая человека среда: вода, почва, воздух, продукты питания, жилища человека и предприятия. В нашей стране микробиология пищевых продуктов получила широкое развитие. Как наука микробиология разделяется на самостоятельные разделы. Общая микробиология изучает различные стороны жизнедеятельности микробов, роль их в круговороте веществ в природе и возможность применения в практической деятельности человека. Наиболее важной функцией микробов для жизни на земле является их участие в круговороте углерода. Равновесие между образованием органических соединений растениями и их распадом поддерживают микроорганизмы. Общая микробиология изучает круговорот и других жизненно важных элементов в природе, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов: азота, железа, серы и др. Техническая микробиология является важной прикладной наукой. Она изучает различные микроорганизмы с точки зрения использования их биохимической деятельности для получения ценных продуктов. Оказалось, что некоторые дрожжи, бактерии и плесневые грибы в процессе своей жизнедеятельности образуют много полезных веществ. Благодаря исследованию ряда ученых в настоящее время разработаны технологические процессы для использования биохимической деятельности микроорганизмов. Так, вырабатывают пиво, вино, сыр, хлеб, спирт, органические кислоты и т. д. Успех этих производств зависит от правильно подобранных культур микроорганизмов и режимов их выращивания. Важным условием получения продуктов высокого качества является применение чистых культур микроорганизмов - культур, которые выведены из одной клетки и обладают рядом производственно-ценных свойств. В последние десятилетия освоено производство многих новых ценных продуктов микробиального происхождения: антибиотиков, витаминов, ферментов, аминокислот и др. Продуцентами их являются дрожжи, бактерии, плесневые грибы и другие микроорганизмы. Возникла и стала быстро развиваться новая отрасль народного хозяйства - микробиологическая промышленность. Сельскохозяйственная микробиология разрабатывает способы повышения плодородия почвы с помощью микроорганизмов. Медицинская микробиология изучает болезнетворные (патогенные) микроорганизмы, методы предупреждения болезней и их лечение. К ней примыкают санитарная и ветеринарная микробиология, эпидемиология и вирусология. Санитарная микробиология - это наука, разрабатывающая оздоровительные мероприятия для предупреждения различных заболеваний человека. Санитарная микробиология находится на стыке с микробиологией, эпидемиологией и гигиеной и имеет профилактическую направленность. Вначале санитарная микробиология составляла часть гигиены, но в 30-е годы благодаря трудам советских ученых А. Л. Миллера, И. Е. Минкевича, В. И. Тец сформировалась как самостоятельная наука. Водная микробиология изучает микроорганизмы, населяющие водоемы. Она занимается также вопросами загрязнения вод промышленными отходами, очищения вод с помощью микроорганизмов и др. Кроме полезных микроорганизмов, которые люди научились использовать в своих целях, в природе существует огромное количество вредных. Попадание их в пищевые продукты и полуфабрикаты нежелательно и опасно, поскольку некоторые микроорганизмы являются возбудителями пищевых инфекций и отравлений. Доброкачественность пищевых продуктов во многом зависит от вида и количества микроорганизмов, находящихся в окружающей среде, сырье и на производственном оборудовании. Качество продукции определяется тем, насколько удалось предотвратить микробиальное обсеменение растительного и животного сырья при транспортировании, хранении, технологической обработке. Поэтому на пищевых предприятиях постоянно контролируют микробиологическое состояние производства, что позволяет своевременно обнаружить посторонние и вредные микробы. В этих целях наряду с химической лабораторией устраивают микробиологическую, которая имеет специальное оборудование. Автоклавы предназначены для получения стерильных питательных сред, на которых выращивают микроорганизмы. В этих аппаратах, работающих под давлением, стерилизующим фактором является влажный пар при температурах выше 100 °С. Стеклянная посуда (пробирки, пипетки, чашки Петри, бродильные трубки для определения активности брожения и др.) стерилизуется в сушильных шкафах сухим паром при 160-170 °С. Микроскопы позволяют рассматривать клетки микроорганизмов, невидимые невооруженным глазом. При этом для выявления строения клеток используют специальные краски. Кроме основного оборудования необходимы лабораторные принадлежности: петли для проведения посевов микроорганизмов на поверхности питательных сред, иглы для посевов в глубину сред и др. В тех отраслях, где применяются культурные микроорганизмы, необходимо специальное оборудование и посуда для разведения чистых культур. Для предупреждения попадания вредных микробов в технологические емкости, полуфабрикаты и готовую продукцию разработаны профилактические мероприятия и санитарные правила. Вредные микробы подвергаются также активному уничтожению при проводимых на предприятиях дезинфекциях. Важным средством борьбы с микробиальной обсемененностью на предприятиях является переработка сырья, минимально зараженного микробами, содержание в чистоте оборудования и тары и строгое соблюдение установленных технологических режимов, которые обеспечивают условия, неблагоприятные для размножения посторонней микрофлоры. На протяжении тысячелетий человек жил в окружении невидимых существ, использовал продукты их жизнедеятельности, например продукты молочнокислого, спиртового, уксуснокислого брожений, страдал от них, когда эти существа были причиной болезни, но не подозревал об их присутствии, так как размеры существ много ниже предела видимости, на который способен человеческий глаз. Догадки человека о том, что брожение, гниение и инфекционные болезни — результат воздействия невидимых существ, были давно. Гиппократ (460—377 гг. до н.э.) предполагал, что заразные болезни вызываются невидимыми живыми существами. Итальянский врач и астроном Д. Фракастро (1478—1553) пришел к заключению, что повальные болезни от человека к человеку передаются мельчайшими живыми существами, хотя доказать этого не мог. Возникновение микробиологии как науки стало возможным после изобретения микроскопа. Первым, кто увидел и описал микроорганизмы, был голландский натуралист Антоний ван Левенгук (1632—1723), который сконструировал микроскоп, дававший увеличение до 300 раз. В микроскоп он рассматривал все, что попадалось под руку: воду из пруда, различные настои, кровь, зубной налет и многое другое. В просматриваемых объектах он обнаруживал мельчайшие существа, названные им живыми зверьками (анималькулями). Он установил шаровидные, палочковидные и извитые формы микробов. Книга «Тайны природы, открытые А. Левенгуком», опубликованная в 1695 г., привлекла внимание ученых многих стран к изучению микроорганизмов. Открытие Левенгука положило начало возникновению микробиологии. Однако исследования в течение многих десятилетий сводились лишь к описанию микроорганизмов.  Л.Левeнгук {1632—1723) Л.Пастер (1822—1895) Период конца XVII до середины XIX в. вошел в историю как описательный, или морфологический. Этот период создал условие для перехода к следующему, физиологическому, этапу в развитии микробиологии. Основоположник его — выдающийся французский ученый-химик. Луи Пастер (1822—1895). Первые работы в области микробиологии, выполненные им, направлены на изучение природы брожения. В то время в науке господствовала теория Либиха, утверждавшая, что брожение и гниение — результаты окислительных процессов, обусловленных действием ферментов, и представляют чисто химическое явление, в котором микроорганизмы участия не принимают. Пастор доказал, что причина брожения и гниения — микроорганизмы, вырабатывающие различные ферменты. Каждый бродильный процесс имеет специфического возбудителя; гниение вызывается группой гнилостных бактерий и т. д. Изучая маслянокислое брожение, Пастер установил, что Вас. butyricum развивается в отсутствие кислорода воздуха и тем самым открыл явление анаэробиоза. С именем Пастера связано решение вопроса о самопроизвольном зарождении жизни на земле. Он экспериментально доказал, что при абсолютной стерильности питательных растворов и исключении возможности последующего загрязнения извне в них невозможно появление микробов и развитие гниения. Жизнь возникает тогда, писал Пастер, когда микроорганизмы в питательный раствор проникают извне. В 1865 г. Пастер установил, что порча вина и пива вызывается попаданием в сусло посторонних микроорганизмов или диких дрожжей и предложил производить нагревание вина и пива при температурах до 100 °С. Этот способ получил название пастеризация. В 1868 г. он установил, что болезнь шелковичных червей пебрина вызывается микробами, и разработал способ борьбы с ней. Благодаря этим открытиям возникли антисептика и асептика в хирургии. Им были открыты возбудители холеры кур, стафилококки, стрептококки, возбудитель рожи свиней, установлена этиология сибирской язвы. Занимаясь изучением природы инфекционных болезней и их возбудителей, Пастер обнаружил важное свойство патогенных микроорганизмов — способность к ослаблению вирулентности. На этой основе он разработал методы снижения (аттенуации) вирулентности микробов и успешно использовал ослабленные культуры для прививок против инфекционных болезней. Культуры микроорганизмов с ослабленной вирулентностью были названы вакцинами, а метод прививок — вакцинацией. Пастер предложил методы получения вакцин против холеры кур, сибирской язвы, бешенства. С этого времени в микробиологии наступила иммунологическая эра. Учениками и последователями Л. Пастера были крупнейшие микробиологи Э. Ру, А. Иерсен, Э. Дюкло, Ш. Шамберлан, Г. Рамон, Ж. Борде, А. Кальмет и др. В 1888 г. на средства, собранные по международной подписке, в Париже был построен научно-исследовательский институт для Пастера, который и до настоящего времени остается крупнейшим центром идей и знаний в области микробиологии. Одним из основоположников микробиологии наряду с Пастором был немецкий ученый Роберт Кох (1843—1910). Им разработаны методы микробиологических исследований, впервые в практике лабораторных исследований предложены плотные питательные среды (мясо-пептонный желатин и мясо-пептонный агар), что позволило выделять и изучать чистые культуры микробов. Кох разработал методы окраски микробов анилиновыми красителями, применил для микроскопии иммерсионную систему и конденсор Аббе, а также микрофотографирование, научно обосновал теорию и практику дезинфекции. Велики заслуги его в изучении микроорганизмов как возбудителей заразных болезней. Кох выявил возбудителя сибирской язвы (1876), туберкулеза (1882), холеры человека (1883), изобрел туберкулин. Им была создана школа бактериологов, из которой вышли выдающиеся микробиологи Э. Беринг, Ф. Леффлер, Р. Пффейфер, Г. Гаффки и др.  Роберт Кох (1843—1910) И. И. Мечников (1845—1916) Велика заслуга в развитии микробиологии И. И. Мечникова (1845—1916;. К числу важнейших работ в области микробиологии относятся его исследования патогенеза холеры человека, сифилиса, туберкулеза, возвратного тифа. Он является основоположником учения о микробном антагонизме, ставшем основой для развития науки об антибиотикотерапии. На принципе антагонизма ученый обосновал теорию долголетия и предложил для продления человеческой жизни использовать простоквашу, которая впоследствии была названа мечниковской. В 1886 г. он организовал первую в России бактериологическую станцию. С именем Мечникова связано развитие нового направления в микробиологии — иммунологии — учения о невосприимчивости организма к инфекционным болезням (иммунитет). Мечниковым создана фагоцитарная теория иммунитета, раскрыта сущность воспаления как защитной реакции организма. Немало учеников Мечникова впоследствии стали крупными микробиологами: Н. Ф. Гамалея, А. М. Безредка, Л. А. Тарассвич, Г. Н. Габричевский и др. Велики заслуги в становлении микробиологии Н. Ф. Гамалеи (1859—1949). Его научные работы посвящены изучению инфекции и иммунитета, изменчивости бактерий, профилактике сыпного тифа, холеры, туберкулеза и других болезней. Им открыт птичий вибрион (холероподобное заболевание птиц), названный в честь Мечникова его именем. Гамалея впервые (в 1898 г.) наблюдал и описал явление спонтанного лизиса бактерий под влиянием неизвестного в то время агента — бактериофага, принимал активное участие в создании первой бактериологической станции в России и ввел в практику прививки против бешенства.  Л. С. Ценковский (1822—1887) Д. И. Ивановский (1864—1920) Г. Н. Габричевский (1860—1907) первым начал читать курс бактериологии в Московском университете. В 1893 г. выпустил учебник «Медицинская микробиология», в 1895 г. создал в Москве первый бактериологический институт. С первых дней работы института приступил к изготовлению противодифтерийной сыворотки, затем ввел ее во врачебную практику. Установил значение гемолитического стрептококка как возбудителя скарлатины, разработал и предложил вакцину против этой болезни. Изучил кишечную палочку и ее роль в патологии человека. Основоположник русской микробиологии Л. С. Ценковский (1822-1887) впервые установил близость бактерий и сине-зеленых водорослей и описал явление симбиоза; обосновал классификацию микробов, отнеся бактерии к растительным организмам; открыл возбудителя клека и разработал способы его предупреждения в сахарном производстве. Используя принцип аттенуации микробов, он в 1883 г. изготовил вакцины I и II против сибирской язвы, которые применяли для вакцинации животных более 70 лет. Многим обязана микробиология русскому ученому Д. И. Ивановскому (1864—1920), создавшему новый раздел этой науки — вирусологию. В 1892 г. им был установлен возбудитель мозаичной болезни табака, получивший название фильтрующегося вируса. Основоположник общей и почвенной микробиологии С. Н. Виноградский (1856—1953) разработал накопительные питательные среды, выделил и изучил азотфиксирующие и нитрифицирующие бактерии почвы, установил роль микробов в круговороте азота, углерода, фосфора, железа и серы; впервые доказал существование бактерий, самостоятельно синтезирующих органические вещества, что позволило открыть новый тип питания микробов — аутотрофизм. Славную страницу в историю ветеринарной микробиологии внесли отечественные микробиологи Е. М. Земмер, И. И. Щукевич, И. М. Садовский, А. В. Дедюлин, А. Ф. Конев, А. А. Раевский и многие др. Крупнейшим вкладом в мировую науку явилось почти одновременное изготовление в 1891 г. русскими учеными X. И. Гельманом и О. И. Кальнингом маллеина для аллергической диагностики сапа. Большой вклад в развитие ветеринарной микробиологии по изучению патогенеза, разработке диагностики и средств специфической профилактики многих инфекционных болезней животных внесли Г. М. Андреевский, П. Н. Андреев, А. М. Владимиров, С. Н. Вышелеский, Д. С. Руженцев, М. Г. Тартаковский и многие другие. Н. А. Михин (1872—1946) — один из основоположников ветеринарной микробиологии в нашей стране — открыл возбудителя лептоспироза крупного рогатого скота, разработал методику изготовления формолвакцины против паратифа телят и противоколибактериозной сыворотки, а также методику гипериммунизации лошадей при получении противосибиреязвенной сыворотки. Он является автором первого в стране учебника «Курс частной микробиологии для ветеринарных врачей и студентов». За период советской власти одновременно с развитием ветеринарной науки росла и совершенствовалась школа ветеринарных микробиологов, давшая нашей стране плеяду ученых-микробиологов: Н. Н. Гинсбург, Я. Е. Коляков, В. В. Кузьмин, И. И. Кулсско, B. Т. Котов, С. Г. Колесов, Я. Р. Коваленко, Н. В. Лихачев, C. Я. Любашенко, С. А. Муромцев, М. Д. Полыковский, И. В. Поддубский, А. А. Поляков, А. X. Саркисов, П. С. Соломкин, М. К. Юсковец, Р. А. Цион, П. А. Триленко и многих других, внесших значительный вклад в изучение возбудителей инфекционных болезней сельскохозяйственных животных, создание новых и совершенствование известных вакцин, иммунных сывороток и диагностических препаратов, что позволило ликвидировать некоторые инфекционные болезни и обеспечить благополучие наших хозяйств по многим из них. ВЫВОД Наука микробиология изучает строение, обмен веществ и условия существования микроорганизмов, а также их роль в жизни человека. Микроорганизмы имеют сходство с животными и растениями, так как находятся на границе животного и растительного миров. Они очень разнообразны по форме и свойствам, но общим признаком всех являются малые размеры. Поэтому для изучения их применяются особые методы. Из-за малых размеров микроорганизмы невозможно увидеть невооруженным глазом. Знакомство человека с ними началось с изобретения микроскопа. Первые микроскопы были весьма примитивны, состояли из нескольких вручную изготовленных линз и давали увеличение до 300 раз; по существу, это были лупы. Однако даже такие приборы позволяли рассмотреть форму некоторых микроорганизмов. Список используемой литературы 1 2 3 4 5 |