Микромир вокруг нас
Вглядываясь в голубое или хмурое небо, в поверхность больших и малых водоемов с проточной или стоячей водой, шагая по дорогам или тропинкам, вьющимся среди полей или лесов, слушая шелест листьев или трав, любуясь очертаниями гор и водопадами, ощущая зной пустыни и холод ледников, мы не всегда задумываемся о том, что весь этот окружающий нас мир населен самыми различными живыми существами, от микроскопической до многометровой величины, представляющих огромную силу и имеющих планетарное значение.
Окружающий нас мир микроорганизмов очень разнообразен.
Он представлен, с одной стороны, микроорганизмами - бактериями, несовершенными грибами и антиномицетами, простейшими, вирусами и микоплазмами, риккетсиями и хламидиями, водорослями, а с другой стороны - животными и растительными организмами, видимыми невооруженным глазом - насекомыми и клещами, рыбами и земноводными, птицами и пресмыкающимися, хищными и травоядными млекопитающими, мхами, лишайниками, высшими водными и наземными растительными организмами.
Биологическая роль всех - и микроскопических, и многометровых организмов животного и растительного происхождения - очень велика и многогранна.
Мир живых организмов включает в себя огромное разнообразие форм, которые не могут быть объединены в одну систематическую группу.
Такие микроорганизмы, как корненожки, споровики, инфузории являются микроскопическими животными.
Бактерии, совершенные и несовершенные грибы, актиномицеты, зеленые и синезеленые водоросли относятся к растениям.
Микоплазмы, хламидии, спирохеты, вирусы занимают совершенно особое положение среди микроорганизмов.
Каждая группа микроорганизмов приспособилась к определенным условиям существования, имеет свою характерную форму, свои особенности питания, дыхания и свои особенности размножения. Все они прошли долгий путь эволюционного развития и все они своей жизнедеятельностью обеспечивали совершенствование и развитие животных и растительных организмов, обитающих сейчас на Земле.
Все они участвуют в круговороте веществ в природе, играют огромную роль в экологических процессах, являясь составной частью различных биоценозов, могут вызывать в них и специфические изменения.
Основоположник биогеохимии В.И. Вернадский убедительно доказал, что биосфера сформировалась и развивалась в результате взаимодействия микроорганизмов, растений и животных, которые обеспечивали и обеспечивают неперерывный поток элементов в биогенном обмене веществ на нашей планете, включая элемент жизни - кислород.
В процессе жизнедеятельности все растительные и животные организмы выполняют биохимическую работу космического значения.
Без преувеличения можно сказать, что польза, которую приносят нам окружающие нас микро- и макроорганизмы растительного и животного мира, значительно бальше, чем причиняемый ими вред. Однако, как правило, в обычных ситуациях мы забываем об этом и нередко уничтожаем их, используя самые новейшие методы и способы, отравляющие вещества и прочее.
Окружающий нас мир полон микроорганизмов. Они обнаружены на дне океанов, в земных глубинах и в стратосфере. Их находят даже там, где не могут жить ни животные, ни растения: в горячих источниках, в вечномерзлых почвах и льдах, на бесплодных скалах горных вершин и в песках пустынь.
Несмотря на ничтожные размеры микроорганизмов, на их долю приходится весьма значительная часть всей биомассы живого населения Земли. В сущности микроорганизмы составляют живой покров нашей планеты.
Благодаря ферментативной деятельности микроорганизмов осуществляется превращение биологически важных химических элементов на Земной поверхности. Химические вещества, входящие в состав растительных и животных организмов, совершают беспрерывный круговорот, который имееет весьма большое значение.
Микроорганизмы не только обуславливают круговорот веществ в природе, но и осуществляют расщепление органических соединений и синтез белка. Без помощи микроорганизмов не моут происходить такие важные производственные процессы, как хлебопечение и виноделие, производство органических кислот, пищевых белков, ферментов, гормонов, антибиотиков и других лекарственных веществ. Они играют важную роль в образовании каменного угля, природных залежей серы, железной руды, нефти, торфа, лечебных грязей и прочих важных веществ. С их помощью можно потушить огонь в шахтах, извлечь из производственных отходов остатки марганца, золота и других полезных веществ.
Без деятельности микроорганизмов невозможны повышение плодородия почвы и биологическая очистка сточных вод, открытых и закрытых, больших и малых, естественных и искусственных водоемов.
Микроорганизмы, являсь одними из древнейших обитателей планеты, на протяжении всего геологически обозримого времени принимали самое актисное участие в формировании облика Земли. Об этом неопровержимо свидетельствуют данные таких наук, как палеомикробиология и палеоальгология.
Однако наряду с полезной деятельностью микроорганизмов мы нередко сталкиваемся с их негативным влиянием. Они могут обуславливать большую подвижность грунтов в горных шахтах, оползни морского побережья, коррозию почвы. Известны также вредные воздействия микроорганизмов на асфальтные покрытия дорог, на стены плотин, обшивку кораблей. Микроорганизмы, развивающиеся в топливных баках самолетов, могут привести к гибели авиалайнера. От микробов страдают водопроводные трубы, деревянные постройки. Микробы разрушают металлические конструкции, мраморные сооружения и другие материалы.
Наконец, существует очень большая и разнообразная группа болезнетворных (патогенных) организмов, вызывающих различные заболевания у человека, животных, птиц, рыб, насекомых, растений и других организмов.
В процессе эволюционного развития у микроорганизмов закрепилась определенная "сигнальная система", которая в сочетании с необычайно высокой биохимической активностью микробов позволила им занять столь обширную экологическую нишу в природе.
Деятельность микробов очень обширна и разнообразна, порой она не всегда доступна для нашего понимания. Каждый вид микробов в зависимости от конкретной ситуации и от взаимосвязей может биологически проявить себя по разному, и нередко в диаметрально противоположных ролях.
Наука, изучающая микроорганизмы, называется микробиологией. Без знания основ этой науки невозможно разобраться в процессах, связанных с деятельностью микроорганизмов.
В широком понимании микробиология - наука о закономерностях возникновения и развития живых микроскопических существ, о закономерностях их действия в преобразовании природы, о способах управления их жизнедеятельностью в интересах человека, о роли их в жизни растительных и животных организмов, о их значении в экологических процессах.
Микробиология как наука владеет оригинальными методами исследования, потому что объекты исследования убиквитарны (вездесущи), имеют микроскопические размеры, обладают очень высокой биохимической активностью, очень быстро размножаются, им присуща широкая изменчивость генетического аппарата, они могут вызывать специфические изменения в различных биоценозах.
Микробиология, представляющая собой одну из основополагающих частей биологии, развивается быстрыми темпами, и объем накопленых знаний в микробиологии так велик, что охватить его одному специалисту просто не под силу.
Развитие микробиологии, как и других дисциплин, находится в тесной зависимости от потребностей практической деятельности, общего развития науки и техники. Микробиология не только использует достижения в области техники, физики, химии, биохимии, математики, экологии и других наук, но и сама дополняет их.
Исходя из практической потребности, микробиология дифференцировалась на общую, сельськохозяйственную, промышленную, ветеринарную, почвенную, водную, медицинскую, космическую, геологическую, экологическую, химическую и другие. Получили самостоятельный статус такие направления, как альгология, фитопатология, вирусология, молекулрная биология, биотехнология, генетика микроорганизмов, генная инженерия.