Tamaduni safi ndizo fundisho kuu la biolojia katika karne ya 20. Ili kuelewa kiini cha dhana hii, ni muhimu kukumbuka kuwa bakteria ni ndogo sana na ni vigumu kutofautisha morphologically. Lakini hutofautiana katika michakato ya biochemical, na hii ndio sifa kuu ya spishi zao. Lakini katika mazingira ya kawaida, hatushughulikii aina moja ya bakteria, lakini kwa biome nzima - jumuiya inayoathiri kila mmoja, na haiwezekani kutenganisha jukumu la microorganism moja. Na hapa ndipo tunahitaji utamaduni safi au aina fulani ya spishi fulani.
Microbe Hunters na agar-agar
Wazo zuri la kutenganisha tamaduni safi za vijidudu ni mali ya mwanabiolojia wa matibabu Heinrich Hermann Robert Koch (1843-1910). Aliyegundua kisababishi cha ugonjwa wa kimeta, kipindupindu na kifua kikuu na anastahili kuchukuliwa kuwa mwanzilishi wa bacteriology na epidemiology.
Yeye ndiyeiligundua njia ya tamaduni safi, wakati utamaduni wa diluted wa microbes hutumiwa kwa kati ya virutubisho kulingana na polysaccharide ya agar-agar na koloni ya viumbe vinavyofanana kabisa hukua kutoka kwa seli moja. Inaonekana kwa macho na ni mahususi kwa kila spishi.
Uvumbuzi wake ulitoa msukumo katika ukuzaji wa biolojia na taksonomia ya vijidudu. Baada ya yote, iliwezekana kukuza microbe yoyote katika umbo lake safi na kuchunguza seli milioni mia moja kama moja.
Bila kupunguza mafanikio ya Koch
Inafaa kukumbuka kuwa washirika na wanafunzi wa Koch walichangia uvumbuzi huu. Kwa hivyo, wazo la kutumia agar-agar ni la Fanny Angelina Hesse, mke wa msaidizi wa Koch - W. Hesse.
Msaidizi mwingine wa Koch, mtaalamu wa bakteria Julius Richard Petri (1852-1921), alipendekeza makundi ya bakteria yakuze katika vyombo bapa vya kioo. Leo, hata watoto wa shule wanajua kuhusu vyakula vya Petri.
Dogma ya microbiology
Tamaduni safi (ascenic) - seti (idadi ya watu au aina) ya vijidudu ambavyo vina sifa sawa za kimofolojia na biokemikali na ni vizazi vya seli moja.
Kutengwa kwa utamaduni safi kunahusisha utekelezaji wa hatua tatu:
- Kupata na kukusanya utamaduni wa vijidudu.
- Kutengwa kwa utamaduni safi.
- Azma na uthibitishaji wa usafi wa kitamaduni.
Njia safi za kutenganisha tamaduni
Katika biolojia, mbinu zifuatazo hutumiwa kupata utamaduni wa axenicviumbe:
- Mbinu za kiufundi (kuchanja kwenye sahani za Petri kwa kospatula au kitanzi, kuchanjwa kwa kuyeyusha agar - kuenea kwa sahani, njia ya kutenganisha kulingana na motility ya microorganism).
- Kibayolojia - njia ambayo wanyama wa maabara wanaoshambuliwa na pathojeni huambukizwa. Hivi ndivyo tamaduni safi za bakteria zinavyotengwa na mwili wa panya (kwa mfano, pneumococci na tularemia bacilli).
- Mbinu kulingana na upinzani uliochaguliwa wa vijidudu kwa sababu fulani. Inapokanzwa, kwa mfano, bakteria zote zinazounda spore zitakufa, wakati bakteria zisizo za kutengeneza spore zitabaki katika utamaduni safi. Inapofunuliwa na asidi, bakteria ambazo ni nyeti kwao hufa, wakati zile zinazostahimili asidi (kwa mfano, bacilli ya kifua kikuu) huishi. Athari za antibiotics huacha kati utamaduni safi wa microorganisms ambazo sio nyeti kwake. Kuunda mazingira yasiyo na oksijeni kutatenganisha aerobes na anaerobes.
Ni ya nini
Tamaduni safi zinatumika:
- Katika taksonomia ya kisayansi wakati wa kuainisha (kubainisha mahali pa filojenetiki katika mfumo) vijiumbe.
- Katika utafiti wa urithi na kutofautiana kwa viumbe.
- Katika uchunguzi wa kuambukiza na kugundua vimelea vya magonjwa.
- Unapotenga utamaduni safi wa bakteria ambao husababisha kuharibika kwa chakula.
- Katika utengenezaji wa vitamini, vimeng'enya, antibiotics, seramu na chanjo.
- Katika tasnia ya chakula (uzalishaji wa mkate, divai,kvass na bia (bakteria asetiki na chachu ya kuvu ya unicellular), bidhaa za asidi ya lactobacilli (lactobacilli na bakteria ya lactic acid)
- Katika bioteknolojia na katika utafiti wa virusi.
Katika asili, kila kitu ni tofauti kabisa
Katika miaka ya 90 ya karne iliyopita, kila kitu kilibadilika ghafla kuhusiana na tamaduni safi. Ilibadilika kuwa wakati microorganisms ya matatizo mawili safi yanaunganishwa kwenye tube moja ya mtihani, wanafanya tofauti kabisa kuliko wao peke yao. Michakato ya biochemical ya shughuli zao muhimu huathiri (kukandamiza au kuchochea) kila mmoja. Hiki ndicho hasa kinachotokea katika biome asilia.
Hitimisho ni rahisi: sifa za utamaduni safi katika maabara haziwezi kutolewa kwa biomu asilia.
Mapinduzi ya Genomic
Pigo lingine limeshughulikiwa na utambuzi wa kinasaba wa viumbe vidogo. Hapo awali, kwa uchambuzi wa genomic wa vijidudu, wanajeni wa Masi walichagua eneo la ribosomal RNA ya kawaida kwa bakteria zote. Kwa mujibu wa tofauti za mfuatano wa nyukleotidi katika asidi hii ya nukleiki, bakteria zote zilisambazwa kwa misingi ya uhusiano wa kifilojenetiki.
Hapo ndipo ilibainika kuwa aina zilizopandwa na bakteria hizo tulizozifanyia utafiti hufanya takriban 5% ya bakteria wote wanaoishi kwenye sayari yetu. Na, tofauti na aina za kitamaduni, hatujui chochote kuhusu sifa zao na biokemia.
Baada ya kupata mfuatano unaolingana katika jenomu ya aina asilia, tunaweza kuiweka tu kwenye mti wa filojenetiki nachukulia kuwa kwa asili ina sifa sawa na aina ya karibu inayohusiana ya mstari safi.
Na nini kitafuata?
Mfuatano wa jenomu ya bakteria kutoka kwa seli moja bado uko katika siku zijazo. Leo, wakati ni ghali na ngumu sana. Na kwa hivyo mistari safi inabaki kuwa "hifadhi ya dhahabu" ya biolojia.
Ingawa ugumu unabaki. Kwa mfano, bakteria za "wavuta sigara nyeusi" ziko chini ya bahari zimesomwa hivi karibuni. Kiumbe hai kilielezewa na jenomu yake kupangwa bila kutenga utamaduni safi.
Hali kama hiyo ipo kwa bakteria wanaoishi kwenye kina kirefu cha migodi ya dhahabu. Ilibadilika kuwa hii ni safu safi ya vijidudu - vizazi vya bakteria moja.
Hata hivyo, viumbe hawa hawakui kwenye vyombo vya habari vya virutubisho, na hadi sasa hakuna mtu aliyefanikiwa kukuza koloni la aina safi.
Habari za Bayoteknolojia
Mwanadamu anakabiliwa na maswali mengi katika ukuzaji wa tawi hili la maarifa yaliyotumika. Na sio tu ya kibaolojia, bali pia ya kimaadili. Ni kwa kiwango gani mtu anaweza kubadilisha ulimwengu unaomzunguka na asiudhuru? Swali linabaki wazi.
Lakini leo bioteknolojia inaletwa katika maisha yetu. Kwa hivyo, aina za bakteria zinazoweza kulisha plastiki na kuoza tayari zimekuzwa. Ilimradi wafanye polepole. Lakini wanasayansi wanafanya kazi kwenye jenomu zao. Hakuna anayeshangaa kwamba insulini yote ya binadamu "hutengenezwa" na bakteria ya E. koli iliyobadilishwa vinasaba.
Mchanganyiko bandiatayari leo hutupatia gesi asilia na biofueli katika mfumo wa wanga wa molekuli ya juu ya asili ya asili (bidhaa taka za bakteria, kuvu ya protozoa ambayo husindika biomasi ya taka yetu kuwa mafuta, nishati, kemikali).
Ardhi ya kilimo na maji safi leo ni sehemu muhimu zaidi ya rasilimali chache za asili. Teknolojia mpya za kibayolojia (bioremediation) hutoa uwezekano wa kutumia vijidudu kurejesha uwezo wao na kuondoa uchafuzi wa mazingira.
Na ndivyo hivyo - siku zijazo tayari ziko.
