میکروبیولوژی
میکروبیولوژی مطالعه موجودات بیولوژیکی است که برای دیدن با چشم غیرمسلح بسیار کوچک هستند (بدون استفاده از ابزارهایی مانند ذره بین یا میکروسکوپ و غیره). بنابراین، میکروبیولوژی به مطالعه زندگی و ویژگی‌های طیف گسترده‌ای از ارگانیسم‌ها از باکتری‌ها و آرکی ها گرفته تا کرم‌های انگلی در محیط‌شان اختصاص دارد.
این رشته برای یادگیری در مورد تمام جنبه های موجودات استفاده می شود تا نه تنها نحوه زندگی آنها در محیط خود را تعیین کند، بلکه همچنین چگونگی تأثیر آنها بر محیط اطراف خود و در نتیجه سایر موجودات اطراف آنها (انسان، حیوانات و غیره) را نیز تعیین می کند.
ثابت شده است که میکروب شناسی یکی از مهم ترین رشته های زیست شناسی است و این امکان را به وجود می آورد که چگونه برخی از این موجودات باعث ایجاد بیماری می شوند، درمان هایی را برای چنین بیماری هایی کشف کنند و حتی از برخی میکروب ها برای مقاصد صنعتی و غیره استفاده کنند.
برخی از زمینه هایی که میکروبیولوژیست ها ممکن است در آنها تخصص داشته باشند عبارتند از:
- ایمونولوژی
- زیست شناسی خاک
- میکروبیولوژی صنعتی
- بیوتکنولوژی
- بیوژئوشیمی
- ژنتیک میکروبی
- میکروبیولوژی آبزیان
* اگرچه میکروب شناسی در بیشتر موارد به عنوان مطالعه میکروارگانیسم ها (آنهایی که با چشم غیر مسلح دیده نمی شوند) توصیف می شود، گروه هایی مانند جلبک ها و قارچ ها حاوی موجوداتی هستند که لزوماً برای مشاهده آنها نیازی به استفاده از ابزار خاصی ندارند. بنابراین، میکروبیولوژی تعدادی از موجودات را نیز در بر می گیرد که خارج از تعریف سنتی قرار می گیرند.
شاخه های میکروب شناسی
شاخه های مختلف میکروبیولوژی به علوم محض و کاربردی و همچنین تاکسونومی طبقه بندی می شوند.
باکتری شناسی
باکتری شناسی شاخه ای از میکروبیولوژی است که به مطالعه باکتری ها می پردازد. این شاخه بیشتر به تعدادی از تخصص‌ها تقسیم می‌شود که شامل باکتری‌شناسی دریایی، باکتری‌شناسی بهداشتی، باکتری‌شناسی صنعتی، باکتری‌شناسی کشاورزی، و باکتری‌شناسی سیستماتیک و غیره است.
این شاخه از میکروبیولوژی به جنبه هایی مانند انواع باکتری ها و ویژگی ها، بیماری ها و کاربرد آنها در میان سایر موارد توجه می کند.
قارچ شناسی
برخلاف باکتری شناسی که به مطالعه باکتری ها می پردازد که موجودات پروکاریوتی هستند، قارچ شناسی به مطالعه قارچ هایی می پردازد که ماهیت یوکاریوتی دارند. انواع مختلف قارچ ها (کپک و مخمر) که در بسیاری از محیط ها یافت می شوند، می توانند بسیار مفید یا مضر باشند.
قارچ شناسی به ویژگی های مختلف این موجودات (ویژگی ها، طبقه بندی و غیره) توجه می کند که به نوبه خود استفاده از آنها را در صنایع مختلف از آبجوسازی گرفته تا غذا و دارو امکان پذیر کرده است.
کسانی که در قارچ شناسی تخصص دارند به عنوان قارچ شناس شناخته می شوند.
تک یاخته شناسی
تک یاخته شناسی یکی از شاخه های جدید میکروب شناسی است که بر اساس تاکسونومی می باشد. این زیررشته ای است که به مطالعه تک یاخته ها می پردازد. مانند قارچ‌ها، اینها ارگانیسم‌های یوکاریوتی هستند که شامل گروه‌هایی مانند آمیبوئیدها، مژه‌داران، اسپوروزان‌ها و تاژک‌داران هستند.
با توجه به اینکه تعداد زیادی از این موجودات با حیوانات و بیماری های انسانی مرتبط بوده اند، تک جانورشناسان نه تنها بر جنبه های طبقه بندی و مورفولوژیکی آنها برای اهداف طبقه بندی، بلکه برای اهمیت پزشکی نیز تمرکز می کنند.
برخی از نمونه های رایج بیماری های ناشی از تک یاخته ها شامل مالاریا، بیماری خواب و همچنین اسهال خونی آمیبی است.
فیکولوژی
فیکولوژی نیز مانند قارچ شناسی یکی از شاخه های میکروبیولوژی است که به مطالعه موجودات چند سلولی می پردازد. با این حال، بر خلاف قارچ‌شناسی، فیکولوژی به مطالعه انواع مختلف جلبک‌هایی می‌پردازد که در انواع مختلف محیط یافت می‌شوند.
در حالی که آنها ممکن است به عنوان میکروارگانیسم های کوچکی که در اقیانوس شناور هستند وجود داشته باشند، برخی از جلبک ها رشد می کنند تا جلبک های دریایی بزرگی را که در محیط های آبی یافت می شوند، تشکیل دهند.
جلبک ها جدا از اینکه بخشی از زنجیره غذایی هستند، در تولید اکسیژن نیز نقش دارند که آنها را در میکروبیولوژی مهم می کند.
کسانی که فیکولوژی مطالعه می کنند (مانند کارل آدولف آگارد) به عنوان فیکولوژیست شناخته می شوند.
انگل شناسی
انگل شناسی رشته وسیعی از میکروب شناسی است که به مطالعه انگل ها می پردازد. در بیشتر موارد، انگل شناسی مربوط به ارگانیسم های موجود در سه گروه اصلی شامل تک یاخته ها، کرم ها و بندپایان است.
با توجه به اینکه انگل شناسی با ارگانیسم های ایجاد کننده بیماری (و همچنین ناقلان) سروکار دارد، تحت تأثیر تعدادی از رشته های دیگر از جمله ایمونولوژی و بیوشیمی قرار گرفته است.
مانند قارچ شناسی و فیکولوژی، انگل شناسی مستلزم مطالعه موجودات تک سلولی و چند سلولی است.
کسانی که انگل شناسی مطالعه می کنند به عنوان انگل شناس شناخته می شوند.
ایمنی شناسی
ایمونولوژی زیررشته ای است که به مطالعه سیستم ایمنی می پردازد. این یکی از مهمترین زمینه های مطالعه از قرن هجدهم بوده است که تلاش های آن در جهت تقویت سیستم ایمنی برای محافظت از بدن در برابر بیماری ها است.
شایان ذکر است که در حالی که بیماری ها توسط ارگانیسم های مختلف و مواد خارجی ایجاد می شوند، در موارد خودایمنی نیز می توانند ناشی از خود سیستم ایمنی بدن باشند.
با مطالعه رابطه بین بدن، عوامل بیماری‌زا و سیستم ایمنی، محققان گام‌ها و پیشرفت‌های قابل توجهی برداشته‌اند که ریشه‌کن کردن بیماری‌هایی را که زمانی در جامعه رایج بودند، ممکن ساخته است.
این تلاش ها همچنان در مطالعات مربوط به این گونه بیماری ها و ابولا در میان سایر شیوع های شناسایی شده در نقاط مختلف جهان مشاهده می شود.
فردی که ایمونولوژی مطالعه می کند به عنوان ایمونولوژیست شناخته می شود.
ویروس شناسی
ویروس شناسی شاخه ای از میکروب شناسی است که به مطالعه ویروس ها می پردازد. بر خلاف بسیاری از موجودات دیگر که به عنوان تک سلولی یا چند سلولی توصیف می شوند، ویروس ها میکروب های بدون سلولی با ساختار ساده هستند و برای تکثیر به سلول های میزبان نیاز دارند.
با توجه به اینکه ویروس‌ها برای تکثیر به سلول‌های میزبان نیاز دارند، در نهایت بر سلول‌ها اثر می‌گذارند و در نتیجه باعث بیماری می‌شوند.
در ویروس شناسی، محققان همچنین بر جنبه هایی مانند بیوشیمی، توزیع، زیست شناسی مولکولی و همچنین تکامل ویروس ها تمرکز می کنند که باعث می شود نه تنها آنها را درک کنیم، بلکه درمان برخی از جدی ترین بیماری های ناشی از این ویروس ها (ایدز) را نیز ممکن می سازد.
نماتولوژی
نماتولوژی زیرشاخه هایی است که به مطالعه نماتدهای چند سلولی می پردازد. نماتدها که به عنوان کرم های گرد نیز شناخته می شوند، شامل انواع موجودات (کرم ها) هستند که در محیط های مختلف روی زمین یافت می شوند (آنها را می توان در خاک، گل، ماسه ها، کوه ها و غیره یافت).
طبق مطالعات انجام شده، نماتدها از فراوان ترین موجودات روی سیاره ما هستند. نماتولوژی به عنوان شاخه ای از میکروبیولوژی، امکان طبقه بندی این کرم ها را بر اساس مورفولوژی عمومی، زیستگاه و همچنین ایجاد یا عدم ایجاد بیماری و غیره فراهم کرده است.
کسانی که نماتولوژی می خوانند به عنوان نماتولوژیست شناخته می شوند.
به غیر از تاکسونومی، میکروبیولوژی نیز به علوم محض طبقه بندی می شود.
برخی از رایج ترین دسته بندی ها عبارتند از:
- سیتولوژی میکروبی – به ساختار و عملکرد موجودات می پردازد.
- فیزیولوژی میکروبی – شاخه ای از میکروبیولوژی است که به بخش های مختلف و عملکردهای طبیعی موجودات می پردازد (عملکرد قسمت های مختلف ارگانیسم).
- بوم شناسی میکروبی – شاخه ای که به محیط اطراف / زیستگاه ارگانیسم می پردازد. این امر درک چگونگی تعامل و تأثیر ارگانیسم بر محیط اطراف خود را ممکن می سازد.
- ژنتیک میکروبی – به ساختار ژنتیکی ارگانیسم مربوط می شود. برای شناسایی گونه‌ها و فنوتیپ‌های مختلف موجودات زنده و طبقه‌بندی موجودات به این صورت استفاده می‌شود.
میکروبیولوژی کاربردی
در حالی که طبقه‌بندی بر اساس تاکسونومی به ارگانیسم و ویژگی‌های کلی آنها تمرکز می‌کند، میکروبیولوژی کاربردی بر این تمرکز دارد که چگونه ارگانیسم‌های مختلف می‌توانند در فرآیندهای معین استفاده شوند یا تأثیری که می‌توانند در صنایع مختلف داشته باشند.
برخی از مهمترین شاخه های میکروبیولوژی بر اساس کاربرد عبارتند از:
میکروبیولوژی غذایی
مطالعات تحقیقاتی بر روی انواع میکروارگانیسم‌هایی که غذا را آلوده/آسیب می‌کنند و آنهایی که می‌توانند برای فرآوری/تغییر مواد غذایی استفاده شوند، تمرکز دارند. به این ترتیب، میکروبیولوژی توجه ویژه ای به میکروارگانیسم هایی مانند کپک ها، مخمرها و باکتری ها در میان سایر مواردی که با در نظر گرفتن نگرانی های بهداشت عمومی بر کیفیت مواد غذایی تأثیر می گذارند، می دهد.
* میکروبیولوژی مواد غذایی به چندین زمینه دیگر (ایمونولوژی و زیست شناسی مولکولی و غیره) مرتبط است و جنبه هایی مانند پردازش و نگهداری مواد غذایی، مواد تشکیل دهنده غذا، تولید و تخمیر را در بر می گیرد.
میکروبیولوژی پزشکی
این شاخه ای از میکروبیولوژی است که به تشخیص، پیشگیری و درمان بیماری های ناشی از انواع مختلف ارگانیسم ها (عوامل عفونی) می پردازد. بنابراین این رشته فرعی با تعدادی از رشته های دیگر از جمله ویروس شناسی، باکتری شناسی، ایمونولوژی و میکروب شناسی مرتبط است.
میکروبیولوژی صنعتی
این شاخه از میکروبیولوژی به استفاده از میکروارگانیسم های معین برای تولید صنعتی می پردازد. در اینجا، مطالعات تحقیقاتی به سمت استفاده از این موجودات برای افزایش و به حداکثر رساندن عملکرد در صنایعی مانند سوخت، داروسازی و مواد شیمیایی در میان سایرین هدایت می‌شوند. در اینجا، استفاده از میکروارگانیسم ها امکان تولید انبوه برای بازار بزرگ را فراهم می کند.
میکروبیولوژی کشاورزی
میکروبیولوژی کشاورزی با میکروب های مرتبط با بیماری های گیاهی و حیوانی و تولید سروکار دارد. به این ترتیب، نه تنها به اهمیت پزشکی این موجودات مربوط می شود، بلکه به اهمیت اقتصادی آنها برای کشاورزان و صنعت به عنوان یک کل مربوط می شود. در این فرآیند، میکروبیولوژی کشاورزی با هدف حل مسائل شناسایی شده در شیوه های کشاورزی و در عین حال کمک به افزایش عملکرد برای کشاورزان است.
برخی از شاخه های دیگر میکروبیولوژی بر اساس کاربرد عبارتند از:
- میکروبیولوژی خاک – این شاخه ای از میکروبیولوژی است که به مطالعه میکروارگانیسم های خاک و چگونگی تأثیر آنها بر ویژگی های خاک می پردازد.
- میکروبیولوژی دارویی – توجه به استفاده از میکروارگانیسم ها برای مهار آلودگی و همچنین توسعه داروها
- میکروبیولوژی دامپزشکی – تمرکز بر میکروب هایی که باعث بیماری می شوند.
- بیوتکنولوژی میکروبی – حوزه میکروبیولوژی و بیوتکنولوژی با هدف استفاده از میکروب ها برای اهداف مفید: هدف آن افزایش کاربرد میکروبی در زندگی روزمره است. یک مثال خوب از این مطالعه تحقیقاتی است که در حال حاضر برای استفاده از باکتری های داده شده برای جایگزینی سیستم های فاضلاب سنتی توسط بنیاد گیتس انجام می شود.
