МІКРОБІОЛОГІЯ - М.Г. Сергійчук - 2008

Вступ

Мікробіологія (грец. mikros - маленький, bios - життя, logos - наука) - це наука, що вивчає систематику, морфологію, ультраструктуру, фізіологію, біохімію, генетику, екологію мікроорганізмів, а також їх поширення у природі, значення в кругообігу речовин, патології людини, тварин і рослин, досліджує умови їх життєдіяльності та можливості використання на користь людства.

У загальному плані мікроорганізми - це такі біологічні об'єкти, розміри яких перебувають за межами роздільної здатності ока. Мікроорганізми - це переважно одноклітинні організми, видимі лише в мікроскопі. Їх виявляють у ґрунті, воді, повітрі, на поверхні та всередині організму людини, тварин і рослин, у льодах Антарктиди, на дні морів та океанів, у глибинах шахт і гейзерах.

Вік їх існування зіставляють з першими процесами зародження життя на планеті. Мабуть саме тому неможливо відокремити кругообіг речовин у природі та життєдіяльність мікроорганізмів. За їх участю відбувається мінералізація органічних решток і синтез складних сполук. Торф, кам'яне вугілля, нафта - теж продукти діяльності мікроорганізмів.

Усе більшого значення мікроорганізми набувають як джерело ферментів, вітамінів, амінокислот, антибіотиків та інших біологічно активних речовин, життєво необхідних людині.

Найбільш густо заселеним мікроорганізмами є ґрунт. Дослідження мікрофлори та біохімії ґрунту дали змогу з'ясувати закономірності процесів ґрунтоутворення, формування родючості ґрунту, удосконалити систему його обробки, меліорації та рекультивації. Вивчення мікроорганізмів ґрунту дозволило створити ряд бактеріальних препаратів, використання яких сприяє підвищенню врожайності сільськогосподарських рослин. Подальше вивчення мікрофлори і мікробіологічних процесів у ґрунті - один із шляхів удосконалення системи землеробства, комплексу організаційних та агротехнічних заходів, спрямованих на підвищення родючості ґрунту і врожайності сільськогосподарських культур.

Не менше значення мають дослідження з мікробіології і для іншої галузі сільського господарства - тваринництва. Силосування кормів, створення цінних кормових добавок (наприклад, синтез із дешевої сировини незамінної амінокислоти - лізину, який застосовується для збагачення кормів) - усе це теж базується на досягненнях мікробіології.

Особлива роль у розв'язанні прикладних проблем належить промисловій мікробіології (біотехнології), основаній на використанні біологічної діяльності мікроорганізмів. Для вирішення цих питань, з використанням методів генетичної інженерії, створюються рекомбінантні штами мікроорганізмів, що дозволяє отримувати такі продукти бактеріального походження для людини, як інсулін, соматотропін, інтерферони тощо.

Мікроорганізми використовують у геології як індикатори під час пошуків корисних копалин. Вивчається їхня роль у руйнуванні одних і утворенні інших гірських порід.

Поряд із корисними мікроорганізмами існують патогенні мікроби - збудники захворювань людини, тварин, рослин і комах. Вони можуть провокувати епідемії інфекційних захворювань, які періодично охоплюють багато країн світу. У XIX ст. у всьому світі у війнах загинуло близько 19 млн осіб, а лише від туберкульозу - 35 млн. У 19181920 рр. під час пандемії грипу (іспанки) хворіло понад 500 млн осіб і загинуло близько 15 млн.

У зв'язку з тією великою роллю, яку відіграють мікроорганізми у природі та житті людини, багатоплановими є й завдання мікробіології, які не можуть бути вирішені в межах однієї наукової дисципліни, спеціалістами одного профілю. Тому відбулася диференціація мікробіології на ряд напрямів, які вивчають мікроорганізми в певній площині відносно їхньої ролі у природі, медицині, ветеринарії або ж можливості використання їх у господарській діяльності.

Загальна мікробіологія охоплює знання про систематику, морфологію, фізіологію, хімічний склад, структуру і біохімічні властивості мікроорганізмів, їхню роль у кругообігу речовин, поширення у природі, специфіку організації та реплікації генетичного апарату.

Медична і ветеринарна мікробіологія вивчає біологію патогенних для людини і тварин мікробів, розробляє методи профілактики й лікування інфекційних захворювань.

Сільськогосподарська мікробіологія вивчає роль мікроорганізмів у родючості ґрунту, методи її підвищення; патогенні для рослин мікро-

організми та методи захисту рослин від інфекції; участь мікроорганізмів у кругообігу речовин у природі; використання мікробів для боротьби зі шкідниками сільськогосподарських рослин.

Водна мікробіологія досліджує заселення мікробами водойм, їхню роль у кругообігу речовин, розробляє мікробіологічні методи очистки стічних побутових і промислових вод.

Геологічна мікробіологія вивчає роль мікроорганізмів у кругообігу абіогенних елементів, утворенні корисних копалин, розробляє методи отримання з руд металів.

Технічна мікробіологія розробляє і впроваджує у виробництво нові штами мікроорганізмів для синтезу амінокислот, білкових препаратів, мікробних добрив, біологічно активних речовин (антибіотиків, вітамінів, ферментних препаратів). Технічна мікробіологія розробляє технології виробництва органічних кислот, спирту, вина, пива, молочнокислих продуктів, сирів, а також методи запобігання корозії металів, захисту від пошкодження мікроорганізмами будівельних матеріалів і продуктів харчування.

Космічна мікробіологія вивчає вплив на мікроорганізми умов космосу, наявність мікробного населення на інших планетах, методи запобігання заносу на них земних мікроорганізмів і, навпаки, заносу мікроорганізмів із космосу на Землю.

Даний підручник є колективною працею викладачів кафедри мікробіології та загальної імунології, на базі якої у 1988 р. було створено перший навчальний посібник «Общая микробиология» (А.Ю. Вершигора, Л.Г. Бранцевич, І.О. Василевська, Л.М. Лисенко, Н.Д. Міхновська, Є.У. Пастер, І.І. Шевцова). Автори підручника використали найкращі досягнення своїх учителів, доповнили його сучасними даними з мікробіології, викладеними в монографіях, наукових статтях, оглядах літератури та іноземних навчальних посібниках останніх років.

Сподіваємося, що підручник допоможе студентам успішно оволодіти основами мікробіології та буде корисним для широкого кола фахівців-біологів, які досліджують проблеми мікробіології. Автори будуть вдячні за відгуки та пропозиції.