Биология и микробиология (стр. 6 )

Продолжительность жизни. Продолжительность жизни различных организмов неодинакова. Травянистые растения живут в течение одного сезона. Напротив, древесные растения живут намного дольше. Например, вишня – 100 лет, ель – 1000, дуб – 2000, сосна -3000-4000. Рыбы живут 35-80 лет, лягушки -16, крокодилы -50-60, птицы некоторых видов – до 100 лет. Млекопитающие живут меньше. Например, мелкий рогатый скот живет 20-25 лет, крупный – более 30 лет, лошади, собаки – более 20, волки -15, медведи -50, слоны – 100 лет. Среди млекопитающих долгожителем является человек. Многие люди доживают до 115-120 лет и более.

Считают, что фактическая продолжительность жизни не совпадает с естественной. и подсчитали, что естественная продолжительность жизни человека должна составлять 120-150 лет. Однако до этого возраста доживают лишь единицы.

В связи с началом истории человека на продолжительность его жизни стали оказывать влияние социальные факторы и медицина, которые в наше время приобрели очень большое значение. Главнейшие причины снижения продолжительности жизни заключаются в смертности от голода, болезней, недостаточной медицинской помощи. В среднем продолжительность жизни на планете в 1988 году составляла 61 год, причем в индустриально развитых странах – 73 г., в Африке – 52 г.

РАЗДЕЛ 2 МИКРОБИОЛОГИЯ

Лекция № 4 Введение

1 Место и роль микроорганизмов в природе и деятельности человека.

Микробиология  (от греч.: микрос - малый, биос - жизнь, логос-учение)- это наука, изучающая строение, функции, химическую деятельность, распространение, условия развития, роль и значение в жизни человека очень мелких организмов, большинство которых невидимо невооруженным глазом. К ним относятся бактерии, актиномицеты, грибы, вирусы, фаги и т. д.

Наша планета населена огромным числом живых существ. Одни из них составляют макромир-это многие животные, растения и другие видимые невооруженным глазом живые организмы. Микромир образуют мельчайшие организмы, которые мы можем рассмотреть только с помощью специальных оптических приборов (микроскопы). Микроорганизмы были первыми обитателями на нашей планете. Около трех миллиардов лет назад они сформировали микробиосферу - древнейшую оболочку биосферы Земли. Биомасса таких существ превышает суммарную биомассу растений и животных. Накопившееся органическое вещество обладает высоким энергетическим потенциалом, поскольку из него образуются залежи нефти, газа, угля и других полезных ископаемых.  И сегодня эти невидимые существа, благодаря своим невероятным способностям, освоили практически все, даже самые удивительные места обитания жизни на нашей  планете. Их обнаружили в полярных льдах и горячих источниках, они опускаются в океанские глубины и поднимаются высоко в атмосферу, совершая трансконтинентальные перелеты. Роль  микроорганизмов в важнейших природных процессах так велика и уникальна, что исчезновение из биосферы только грибов и бактерий  (этих вездесущих санитаров природы) означало бы прекращение жизни на земле.

С появлением человека микробы стали его неразлучными спутниками: верными помощниками и коварными врагами. Причем врагами подчас столь грозными, что творимые ими беды по своим последствиям сопоставимы с разгулом стихии - ураганами, наводнениями или землетрясениями. Из древних рукописей мы узнаем о катастрофических эпидемиях оспы и чумы, унесших миллионы человеческих жизней.  Там же находим сведения о таинственных массовых падежах домашних животных, причины которых становятся понятными только сегодня. Потрясают наше сознание и опустошительные поражения хлебных полей головней и ржавчиной, обрекавших сотни тысяч людей на голодную смерть. Но уже с древних времен наши предки,  не подозревая о существовании микробов, научились приручать этих неутомимых помощников. Так у людей появились хлеб и сыр. Вино и кумыс, льняная пряжа и множество других незаменимых продуктов, которые и сегодня мы получаем с помощью микроорганизмов. Но иногда человек оказывается перед ними пока бессилен. Чумой ХХ века люди назвали вирусное заболевание СПИД (ВИЧ). Но в то же время именно вирусы и бактерии помогли генетику П. Бергу и его коллегам (1972 г.) создать первую в мире гибридную молекулу ДНК и с этого момента началась история генной инженерии - одной из стремительно развивающихся областей науки. Также опасно намеренное использование патогенных микроорганизмов как бактериологического оружия  и биологического террора (сибирская язва – США, 2003г.).

С развитием торговых связей между странами и народами участились случаи  непреднамеренных завозов в новые ареалы опасных микробов – возбудителей болезней человека, животных и растений. Поэтому охрану рубежей многих стран мира несут врачи - микробиологи, ветеринары и защитники растений.

В настоящее время микробиология дифференцирована на ряд самостоятельных дисциплин: общую, медицинскую, санитарную, сельскохозяйственную, ветеринарную, техническую(промышленную), водную, космическую, биотехнологию (генную инженерию). Одним из разделов технической (промышленной) микробиологии является пищевая микробиология,  вопросы которой преимущественно и рассматриваются в настоящем курсе лекций.

Без знания микрофлоры исходного сырья и  пищевых продуктов, специфических свойств и особенностей микроорганизмов, их биохимической деятельности, зависимости развития от внешних факторов нельзя успешно выполнять задачи, поставленные перед инженером-технологом в области  контроля  микробиологической безопасности качества технологического процесса, хранения, реализации пищевых продуктов и максимального сокращения их потерь.

История развития микробиологии. К использованию микробиологических процессов при изготовлении теста, вина, кисломолочных продуктов человечество прибегало с незапамятных времен.

Открытие микроорганизмов относится к концу XVII в. Открыл их голландец Антони ван Левенгук (1632—1723), который сконструировал простейший микроскоп, увеличивающий рассматриваемый объект в десятки и сотни раз.

Левенгук впервые описал в книге "Тайны природы" представителей основных групп микроорганизмов: протистов, водорослей, бактерий. Труды Антони ван Левенгука получили широкую известность при его жизни. В 1698 г. Петр I, находясь в Голландии, посетил Левенгука и привез микроскоп в Россию

Долгое время наука о микробах носила в основном описательный характер — шел так называемый морфологический период ее развития.

Начало нового направления в развитии микробиологии — физиологического периода связано с деятельностью французского ученого Луи Пастера (1822—1895). Пастер установил, что микроорганизмы различаются не только по внешнему виду, но и по характеру жизнедеятельности: они вызывают разнообразные химические превращения в субстратах. Он доказал, что происходящее в виноградном соке спиртовое брожение обусловлено жизнедеятельностью  микроорганизмов — дрожжей. Это открытие опровергло гос­подствующую в то время теорию Либиха о химической природе брожения. Большой цикл работ Пастера был посвящен изучению причин болезней вина и пива. Пастер показал, что возбудителями их являются микроорганизмы и, чтобы предотвратить порчу, предложил прогревать напитки. Этот прием применяют и в настоящее время и называют пастеризацией. Пастер впервые обнаружил бактерии, не способные развиваться в присутствии воздуха, т. е. показал, что жизнь возможна и без кислорода.

Пастер открыл природу инфекционных болезней человека и животных, установил, что эти болезни возникают вследствие заражения особыми микробами и что каждое заболевание вызывает определенный микроорганизм. Он разработал и научно обосновал метод предупреждения заразных болезней (предохраняющие прививки), изготовил вакцины против бешенства и сибирской язвы.

Значительным вкладом в микробиологию явились исследования немецкого ученого Роберта Коха (1843—1910). Им были введены в микробиологическую практику плотные питательные среды для выращивания микроорганизмов, что привело к разработке метода выделения микроорганизмов в так называемые чистые культуры, т. е. выращивания массы клеток каждого вида в отдельности. Этот метод открыл совершенно новые подходы для более углубленного изучения свойств микроорганизмов и вызвал бурное развитие микробиологии. Р. Кох открыл (1882) возбудителя туберкулеза, который в его честь назван "палочкой Коха".

Развитие микробиологии неразрывно связано с работами русских ученых. Родоначальником русской микробиологии считается (1845—1916), классические работы которого положили начало новому этапу в развитии микробиологии. Центральной проблемой его исследований было изучение взаимоотношений паразита и хозяина — человека. Он создал фагоцитарную теорию иммунитета, в основе которой лежит способность макроорганизма противостоять инородным телам, в том числе и болезнетворным микробам. и Л. Пастер положили начало изучению антагонизма микробов, что явилось основой науки об антибиотиках. в Одессе была организована первая в России бактериологическая лаборатория.

Ближайшим сотрудником был (1859—1949), изучавший многие вопросы медицинской микробиологии. организовал в 1886 г. в Одессе первую в России станцию по прививкам против бешенства (вторую в мире после Пастеровской станции в Париже). Вся его деятельность была направлена на решение важнейших вопросов здравоохранения в нашей стране.

Общая микробиология, изучающая микроорганизмы почвы, воды и особенно сельскохозяйственная, получила развитие в трудах (1856—1953). открыл процесс хемосинтеза — установил существование особых бактерий, способных ассимилировать углекислый газ из воздуха, используя в процессе синтеза органических веществ химическую энергию, освобождающуюся в результате реакции окисления неорганических соединений. Он же открыл явление фиксации атмосферного азота анаэробными бактериями. разработан оригинальный метод выращивания микроорганизмов с применением элективных (избирательных) питательных сред и условий, приближенных к естественному обитанию микроорганизмов. Этот метод получил широкое применение во всех областях микробиологии.