Чи знаєте ви щось про молекулярні процеси, що відбуваються в різних організмах, або ж про генетичні процеси? Якщо так, то, ймовірно, ви знайомі з таким поняттям, як мікробіологія.
Молекулярна біологія зосереджується на вивченні біологічних процесів, структури та функцій організмів у мікроскопічному масштабі
Вивчення мікробіології передбачає взаємодію різних галузей біологічних наук, таких як екологія, медична мікробіологія та інші суміжні біомедичні галузі.
Бути експертом у цій динамічній галузі може означати бути дослідником геномних процесів або патогенезу, розробку практичних заходів щодо лікування інфекційних захворювань або створення біохімічних продуктів, секвенування геномів і виробництва нових антимікробних продуктів.
Але давайте поговоримо про цю науку детальніше.
А ще - вчитель біології
Що ж таке мікробіологія?
Якщо ви вивчаєте або вивчали біологію, то, напевно, знаєте, що ця наука ділиться на три галузі: ботаніку, зоологію та мікробіологію. Мікробіологія серед них є відносно новою наукою.
Як ви вже могли здогадатись, наука, яку частіше називають мікробіологією, зосереджена на вивченні мікроорганізмів.
Історію її можна простежити з 17 століття. Тоді ця сфера досліджень стосувалася тестування структури та функцій найпоширеніших мікроорганізмів, таких як бактерії та гриби.
А чи знаєте ви, яка наука вивчає рослини? Цим займається ботаніка. Про цю сферу дослідження читайте більше в нашій статті.
Антуан ван Левенгук вважається батьком мікробіології.
Ми можемо подякувати панові ван Левенгуку за те, що тепер користуємося мікроскопом
Левенгук був ким завгодно, тільки не вченим. Спочатку він шив одяг. Після року-двох навчання відкрив власну крамницю у рідному місті Делфт і, мабуть, заслужив гарну репутацію, бо незабаром потрапив у муніципальну політику. Якимось чином політика переросла в інтерес до виготовлення лінз, що спонукало його споглядати за життям під мікроскопом, і, як кажуть, решта — історія.
Якщо ви все ще не обрали для себе шлях, яким будете іти, не засмучуйтесь, адже навіть Левенгук не одразу знайшов себе
Цей ненауковець із чітко науковим розумом вважається автором першого в історії трактату з мікробіології. Його збірка малюнків та спостережень була опублікована Британським королівським товариством. Робота пана ван Левенгука, який аналізував усе, від найпростіших до бактерій тварин, надихнула інших на подальші експерименти та дослідження.
Інший «піонер» у використанні мікроскопа, Роберт Гук, був трохи засмучений, що вся слава дісталася його голландському колезі. Він звинуватив ван Левенгука у фактичній монополії на мікроскопічні відкриття. Це, вказує на те, що, ймовірно, Антуан ван Левенгук був тою людиною, яка не терпіла конкурентів. І все ж завдяки Гуку мікробіологія стала законною галуззю науки.
Протягом 19 століття мікробіологія суттєво змінилася, головним чином завдяки двом інноваціям, які не тільки покращили життя в ту епоху, але й продовжують відігравати важливу роль у нашому з вами повсякденному житті.
Що це за інновації?
Луї Пастер виявив, що багаторазове нагрівання та охолодження молока призводить до загибелі будь-яких бактерій у ньому. Цей процес був досліджений ним та покращений і отримав назву – пастеризація. Пастеризацію ще використовують для обробки багатьох комерційних харчових продуктів і напоїв.
Наступну віху розвитку в біологічних дослідженнях приписують Роберту Коху. Сучасник Пастера, Кох також займався експериментами та аналізом бактерій. Кох пише і публікує роботу, що зосереджується на мікроорганізмах, які спричиняли хвороби як у тваринному, так і в рослинному світі.
В 20 та 21 столітті починається етап найбільшого розвитку мікробіології. Технологічний прогрес цього періоду сприяє проведенню багатьох важливих досліджень. Новонароджена наука починає стрімко розвиватися з удосконаленням технологій, уможливлюючи як дослідження мікроорганізмів, так і розробку кращих стратегій боротьби з ними.
Сучасна мікробіологія – це галузь, яка охоплює широкий спектр дисциплін, включаючи вивчення водних тварин
Ця дисципліна зосереджена на вирішенні найбільш нагальних світових проблем, від дослідження процесів обміну речовин до пошуку ліків від небезпечних інфекційних захворювань.
Репетитор з біології Дніпро
Підгалузі мікробіології
«Дослідження крихітних тварин», як назвав цю науку її батько-засновник, передбачає вивчення організмів, які неможливо побачити неозброєним оком.
Давно минули ті часи, коли будь-яка рідина, від води у ставку до крові, розглядалася під мікроскопом, щоб просто помилуватися зображенням. Але, звичайно ж, студенти-першокурсники, мають цим займатися!
Коли ви закінчите школу, напевно, захочете використати щойно отримані знання, чи не так? Тому далі поговоримо про те, що робити з отриманими в школі знаннями з біології, також про те, де навчатись, а потім – працювати мікробіологом. А можливо ви задумуєтесь про кар'єру в зоології? Перевірте нашу статтю про те, як стати зоологом.
А поки давайте ознайомимось з чотирма основними підгалузями мікробіології, які ви можете вивчати.
Чиста мікробіологія
Біологи, що працюють у цій галузі, вивчають організми, щоб краще зрозуміти їх, а не для того, щоб вигадувати способи контролю над ними та запуску їх у роботу. Вони також можуть знаходити способи використання однієї бактерії, щоб запобігти поширенню інших.
Якщо ви хочете стати імунологом або вірусологом, вченим, який вивчає імунну систему та віруси, відповідно, чиста мікробіологія саме для вас.
Назви субспеціальностей, такі як фікологія (вивчення мікроскопічних водоростей), протозоологія (вивчення найпростіших) і паразитологія (вивчення паразитичних мікроорганізмів), звучать досить екзотично, але вони також підпадають під категорію чистої мікробіології.
Чи чули ви коли-небудь про галузь біології, яка зосереджена на вивченні океану? Якщо ні, то пропонуємо вам ознайомитись з нашею статтею на цю тему.
Прикладна мікробіологія
Це галузь, в якій люди, що вивчають мікробіологію, найчастіше хочуть працювати. Вона передбачає вивчення мікроорганізмів з метою їх використання — застосування для вирішення найнагальніших проблем, з якими стикається людство.
Медичні мікробіологи досліджують, як бактерії, віруси та грибки завдають шкоди людині та як їх можна використовувати, щоб допомогти нам. Промислові мікробіологи вивчають організми з точки зору того, як використовувати їх для розробки нових продуктів. І те й інше — прикладна мікробіологія.
Відносно нещодавнє відкриття мікробів Oleispira antarctica, що харчуються нафтою, наприклад, допомогло очистити розливи нафти в океані, а давнє відкриття пробіотичних бактерій покращило перетравлення молочних продуктів
Якщо жодна з цих областей вас не зацікавила, придивіться ближче до фармацевтичної мікробіології чи мікробної біотехнології. Ці підгалузі також вважаються частиною прикладної мікробіології.
Екологічна/сільськогосподарська мікробіологія
Як поводяться мікроби в природному середовищі? Як вони взаємодіють з більшими організмами? На ці питання шукають відповіді мікробіологи-екологи/сільськогосподарці.
Екологічні мікробіологи вивчають відносини між мікробами та їх господарями.
Уявіть собі, що на гарному старому дереві раптово почали рости гриби. Що стало причиною цього процесу? Наскільки це завдасть шкоди організму господаря? Наскільки заразними є спори і як широко вони розповсюджуються? Чи будуть вони ласувати лише одним типом дерев чи всі дерева в межах їх досяжності знаходяться під загрозою зараження?
Екологічні мікробіологи розглядають ситуацію більш широко. Замість того, щоб зосереджуватися на окремому виді господаря, мікробі або контамінації, вони розглядають вплив великих груп різноманітних мікробів на сукупність господарів. Для ефективної візуалізації ви можете уявити спектр мікроорганізмів, які живуть в скупченнях біологічних відходів.
Еволюційна мікробіологія
Можливо ви коли-небудь чули терміни «супербактерія» та «бактерія, стійка до антибіотиків». Вони не виникли з повітря. Це мікроби, що еволюціонували, щоб завадити нашим зусиллям зупинити їх.
Еволюційні мікробіологи вивчають зв'язки між сучасними мікробами та їхніми предками, щоб визначити, як і чому вони еволюціонували.
Якщо ж відстеження ДНК мікроба не для вас, ви можете також вивчати таксономію мікробів: виявляти, класифікувати та називати мікроби. Цим займається системна мікробіологія – свого роду міст між біологією та мікробіологією.
Усі ці галузі, окрім чистої, вважаються галузями прикладної мікробіології, оскільки, так чи інакше, мета їх в тому, щоб знайти способи використання організмів для контролю та принесення користі всьому світу та людству.
Тепер, коли ми чітко окреслили чотири основні галузі мікробіології, давайте поговоримо детальніше про те, чим займаються і де працюють мікробіологи.
Робота в мікробіології
Припустимо, ви вивчали мікробіологію. Чи хотіли б ви дізнатися більше про свої кар'єрні перспективи?
Робота в цій сфері не тільки приносить користь людству, але є й надзвичайно цікавою та різноманітною.
Мікробіологія та клітинна біологія включають елементи багатьох біологічних галузей дослідження. Обидві ці галузі пропонують різноманітні кар’єрні шляхи: від медицини, для якої підійде ступінь в медичній біології, до роботи в уряді, можливо, аналізу епідеміології та інфекційних організмів.
Щоб працювати в конкретній галузі мікробіології, ви повинні правильно обрати спеціальність та визначитись, яку вчену ступінь отримати. Бо, наприклад, у той час як початкова робота техніком-біологом у лабораторії вимагає лише ступеня бакалавра, деяким технологам медичної та клінічної лабораторії потрібен ступінь магістра.
Фінансове питання часто не останнє, що впливає на вибір професії. В середньому «Мікробіолог» в Україні сьогодні заробляє 16500 грн. Це медіана заробітних плат за даними вакансій, розміщених на Work.ua із заголовком «Мікробіолог» і за схожими запитами-синонімами «Microbiologist», «Вірусолог», «Virologist» та інші за останній період.
Звісно, є різниця в заробітній платі в залежності від регіону, вакансії, вашої ступені та стажу. Найвищу заробітну плату ви будете отримувати, якщо працюватимете в Києві.
Давайте детальніше поговоримо про різні вакансії для мікробіологів.
А чи знаєте ви різницю між мікробіологією і молекулярною біологією? Наша стаття про молекулярну біологію допоможе вам відповісти на це запитання.
Екологи
Мікробіологія навколишнього середовища має справу з розумінням впливу мікроорганізмів, включаючи бактерії, паразитів, віруси та гриби, на середовище, яке вони населяють, і на світ в цілому.
Якщо вас цікавить галузь мікробіології, яка досліджує природу, займається розробкою політики по її збереженню та охороною здоров’я, ця корисна робота може бути саме для вас. Також може бути доречно пройти курси з фізіології та імунології.
Клініко-медична лабораторна робота
Медична освіта є дорогим задоволенням. Також в медичному університеті вам доведеться багато та довго вчитись. Але подібна робота є інтелектуально стимулюючою та, зрештою, гарно оплачуваною
Кар'єра в областях, пов'язаних з клінічною мікробіологією, може стосуватися роботи над інноваційними експериментами. Ці експерименти намагаються вирішити деякі з найактуальніших у світі проблем, пов’язаних із захворюваннями, запропонувати нові методи лікування.
Ви можете стати справжньою рок-зіркою в цій галузі, з умовою, якщо вам це дійсно подобатиметься
Для того, щоб вести клініко-медичні лабораторні роботи вам доведеться вивчити наступні дисципліни:
- бактеріологія;
- епідеміологія;
- геноміка;
- вірусологія;
- біохімія та біофізика.
Від претендентів на подібну роботу вимагатиметься ступінь магістра або навіть доктора наук. Ця професія передбачає багато досліджень, які поєднують біологію з математикою, хімією та фізикою.
Якщо ви зацікавлені, наприклад, в розробці нанотехнологій для лікування хворих на діабет, цей кар’єрний шлях може бути найкращим для вас.
Основі поняття з мікробіології
Вивчення мікробіології може бути настільки ж складним, наскільки й цікавим процесом. Але саме через складність цього предмету, студентам часто непросто знайти мотивацію для навчання
Оскільки мікробіологія є галуззю, яка торкається кожного біологічного процесу, може бути надзвичайно корисним просто зрозуміти найпростіші поняття в цій дисципліні – головне: від мікробного життя організму до клітинного та генетичних особливостей мікроорганізмів.
Пропонуємо вам ознайомитись з деякими основними поняттями мікробіології. Ці поняття формують основу для розуміння того, що саме досліджує наука.
Патоген
Патоген у мікробіології відноситься до біологічного агента, який викликає хворобу організму-господаря. Процес, за допомогою якого порушується нормальне функціонування хазяїна, включає головним чином вплив на фізіологію тварини чи рослини, яких він захопив. Боротьбою з хвороботворними мікроорганізмами може бути проведення щеплень, ін’єкція антибіотиків і фунгіцидів.
Геном
Геном дуже важливий для життя організму – фактично, він є його будівельним блоком для організму. Геном організмів — це повний набір нуклеїнової кислоти дезоксирибози, або ДНК. Він включає усі гени організму, що зберігають інформацію, яка використовується для побудови та підтримки самого організму.
Мікроби
Коли ми думаємо про мікроби, то, в першу чергу, згадуємо про небезпеку, що вони несуть, але, насправді, люди є господарями мільйонів мікробів. Ці мікроорганізми включають бактерії, віруси та грибки.
В той час як більшість бактерій не становлять загрози для організмів, більшість вірусів є відповідальними за захворювання. Віруси можуть бути легкими, як-от ті, що викликають застуду, або надзвичайно серйозними та небезпечними, як-от СНІД і COVID.
Гриби можуть бути як корисними, так і небезпечними. У той час, як деякі їстівні з них в певний час сприяли людському існуванню, інші можуть спричиняти захворювання або навіть смерть. Мікрооорганізм з неприємною назвою Стригучий лишай є хорошим прикладом шкідливого грибка. Сам по собі він не вбиває, але відкриває двері для інших організмів, які можуть вбити.
Бактерії — це одноклітинні організми, здатні виживати в найекстремальніших умовах. Як згадувалося раніше, більшість бактерій нешкідливі для людини. Насправді існує величезна кількість бактерій, які допомагають відбуватися процесам як у природі в цілому, так і в окремих організмах.
Останнім часом точиться багато дискусій про біом – бактерії, що живуть у нашому кишківнику та забезпечують функціонування травної системи. Можливо, ви чули про важливість живлення корисних бактерій у кишечнику та відновлення кишкового біома після діареї.
Є деякі захворювання, спричинені бактеріями. Але менше 1 відсотка всіх типів бактерій спричинюють захворювання людей, тварин і рослин.
Ось декілька прикладів захворювань, спричинених бактеріями: бактеріальний менінгіт, некротичний фасціїт – стан, коли шкіра навколо рани чорніє та відмирає, і пневмонія. Нещодавно штами бактерій MRSA, стійких до найпотужніших доступних антибіотиків, спровокували дебати про те, як протистояти цим супербактеріям.
Найкращий час стати мікробіологом – зараз! Саме зараз людству потрібні науковці, що досліджуватимуть всі ці бактерії
Один зі способів, яким біологи та медичне співтовариство сподіваються зупинити поширення супербактерій, — це обмеження використання антибіотиків.
Не так давно було прийнято, що лікарі призначали антибіотик, навіть якщо у пацієнта було вірусне захворювання, наприклад бронхіт. Сьогодні ми знаємо, що надмірне використання антибактеріальних препаратів спричинило розвиток бактерій, що зробило наш арсенал для боротьби з інфекціями неефективним.
Паразити
Існує багато живих організмів – тварин і рослин – яких можна охарактеризувати як паразитичних.
Паразити – це організми, які покладаються на інші організми для їжі, захисту та розмноження. У той час як паразитичні стосунки можуть бути симбіотичними, забезпечуючи користь хазяїну та паразиту, все ж більшість таких стосунків спричиняє або хворобу, або травму хазяїна.
«Зачекайте хвилинку», — можете подумати ви, «а як щодо кишкових бактерій, про які згадувалося раніше? Хіба вони не харчуються нами?»
Бактерії у вашому кишечнику є яскравим прикладом симбіозу: вони підтримують наше здоров’я, допомагають в перетравленні їжі та навіть можуть синтезувати ряд вітамінів. Порівняйте всю користь, яку приносять колонії бактерій, що живуть у нашому кишківнику, зі шкодою, завданою одним укусом кліща.
Хвороба Лайма, яка передається людям через укус кліща, зараженого бактеріями Borrelia Burgdorferi, це стан, за якого виникає низка симптомів, від характерного яблучного висипу до тривалої втоми, сплутаності свідомості та, без лікування, смерті. І не дивно, що багато людей бояться йти в поле або бути де-небудь біля стогу сіна, боячись, що їх вкусить кліщ.
Бактерії живуть не лише в нашому кишечнику, але також на нашій шкірі... і ці бактерії не обов’язково корисні.
У кліщів достатньо сильні щелепи, щоб прокусити шкіру оленя, тому вони без проблем вводять у ніжну шкіру людини потенційно смертельні бактерії. Недружні нам бактерії можуть спокійно жити в навколишньому середовищі, але, потрапляючи всередину організму, можуть спричинити там справжній хаос!
Як мікробіолог, ви можете проводити дослідження мікроорганізмів та заходи щодо знищення шкідливих бактерій. Ви можете стати частиною міжнародної дослідницької групи, яка спостерігає за впливом різноманітних мікроорганізмів у різних частинах світу, починаючи з кар’єрів сірчаної грязі в Єллоустоунському парку в США.
Або ви можете дбати про загальне здоров’я та добробут ваших співвітчизників, застосовуючи свої навички для боротьби, наприклад, з епідемією ожиріння. Чи справді кишкові біоми мають такий вплив на нашу вагу?
Ставайте мікробіологом, щоб знаходити відповіді на ці та інші важливі для нашого існування запитання.
Більше про різні галузі дослідження біології читайте тут.
Вам сподобалась ця стаття? Оцініть її!
Loading...
