Mikroorganizmi

Mikroorganizmi obuhvataju veliku grupu sitnih i većinom ljudskom oku nevidljivih organizama. Za njihovo proučavanje neophodno je koristiti mikroskop. Velika većina mikroorganizama spada u protiste, tj. one mikroorganizme koji se sastoje od samo jedne ćelije. Danas postoji podela po kojoj se u mikroorganizme ubrajaju i neki tkivni organizmi kod kojih su ćelije već grupisane u tkiva.

Klasifikacija

Danas je teško odrediti preciznu klasifikaciju mikroorganizama s obzirom na brojne nesuglasice naučnika i sistematičara, i kod nas i u svetu. Međutim, sa sigurnošću se može tvrditi da u mikroroganizme spadaju bakterije, alge, praživotinje i neke gljive. Neki naučnici u mikroorganizme ubrajaju i viruse, iako je njihova sistematska pripadnost upitna, jer se zbog svoje građe nalaze između živog i neživog.

S obzirom na njihovo prisustvo u svim životnim sferama i na kompleksnost njihove klasifikacije, proučavanjem mikroorganizama se danas bave mnoge nauke. Na prvom mjestu je biološka disciplina mikrobiologija, koja se bavi proučavanjem mikroorganizama u najširem smislu. Važno je istaći i medicinu i veterinu, zatim prehrambenu industriju, poljoprivredu kao i mnoge druge.

Istorija

Antoni van Levenhuk

Prva znanja o mikroorganizmima počela su pručavanjem nekih zaraznih bolesti, jer su za čoveka bili najvažniji uparvo ti mikroorganizmi koji izazivaju i prenose oboljenja. Još su stari Egipćani u 4. veku pre nove ere, primetili da se neke bolesti prenose sa bolesnih na zdrave osobe ali nisu znali da su za zaraze odgovorni baš neki mikroorganizmi. Kroz istoriju ljudi su uočavali i koristili razne pojave u prirodi za koje su zaslužni mikroorganizmi, kao što su fermentacija, truljenje, i koje su iskorištavali u prozvodnji i čuvanju hrane i pića. Za to vreme ljudske istorije, ljudi su bili većinom nesvesni njihovog prisustva i ogromnog značaja. Sve dok Antoni van Levenhuk nije konstruisao prvi mikroskop osamdesetih godina sedamnaestog veka. Prema nekim izvorima 14. aprila 1676. Levenhuk je posmatrajući razne materijale zapazio neke mikroorganizme koje je nazvao animalicules. Svoja zapažanja i otkrića mikroorganizama koje je posmatrao u kišnici, pljuvačci, bunarskoj vodi je bilježio i objavio u "Zborniku kraljevskog društva" u Londonu. To su bile prve opisane bakterije, odnosno prvi opisani mikroorganizmi. Veliki doprinos nekoliko godina posle dali su i poznati naučnici Luj Paster i Robert Koh, istraživajući fermentaciju i izolovanje čistih kultura mikroorganizama.

Ekologija

Ekološki faktori

Prema ekološkim faktorima kojim su izloženi u prirodi, mikroorganizmi imaju veoma različitu ekološku valencu.

Prema ishrani mikroorganizmi se dele na:
- u odnosu na izvor energije:
  - fototrofi - koriste energiju Sunčevog zračenja, i mogu biti fotoautotrofi i fotoorganotrofi (fotoheterotrofi) (alge, neke bakterije)
  - hemotrofi - obezbeđuju energiju oksidacijom raznih organski i neorganskih jedinjenja (bakterije, neke alge, praživotinje, gljive)
  - miksotrofi
- u odnosu na izvor ugljenika dele se:
  - autotrofni - vrše fotosintezu (alge)
  - heterotrofni - koriste organska jedinjenja, proteine, ugljene hidrate, masti i dr. za sintezu (sve gljive, većina bakterija, praživotinje, neke alge)
- u odnosu na izvor azota postoji podela:
  - aminoautotrofi - koriste azot iz neorganskih jedinjenja (bakterije rodova Rhizobium, Azotobacter, Clostridium, neke alge, odnosno bakterije razdela Cyanobacteria)
  - aminoheterotrofi - koriste organska jedinjenja sa azotom
Prema potrebama za vodom većina su stenovalentni, odnosno za njihov normalan život i funkciju neophodna je voda. Najbolji primer su alge koje ili naseljavaju vodu (bilo slatku ili slanu) ili vlažna staništa. Izuzetak su spore algi preko kojih se neke razmnožavaju ili alge koje se u nepovoljnom periodu života (npr. suši) učahure i u tim oblicima mogu bez vode mjesecima, pa i godinama. Kod bakterija postoje vrste koje su otporne na sušu (iz rodova Mycobacterium, Corynebacterium) ali većina zahtijeva vlagu. Isti je slučaj i sa gljivama. Dok opet, s druge strane mnogi lišajevi, koji su simbioza gljive i alge, podnose nedostatak vode duži vremenski period.
U odnosu na zahtjeve za kiseonikom mikroorganizmi se dele na:
- obligatne aerobne mikroorganizme - žive samo u prisustvu kiseonika (alge, praživotinje, mnoge bakterije)
- obligatne anaerobne mikroorganizme - opstaju u sredini bez kiseonika (neke metanogene bakterije i bakterije roda Clostridium)
Prema temperaturi mikroorganizmi se dijele na na sledeće grupe:
- psihrofili - opstaju na niskim temperaturama (0 do 30^oC) i to su uglavnom stanovnici zemljišta i vode.
- mezofili - žive na temperaturama od 20 pa do 52^oC
- termofili - rastu i razvijaju se na visokim temperaturama (oko 55^oC)
Prema pH vrijednosti se dosta razlikuju po sistematskim grupama, jer bakterije u pravilu tolerišu bazna i neutralna staništa, sa pH vrijednošću 7 i većom, dok gljive "vole" kiselija staništa (pH manje od 7). Svi mikroorganizmi se prema zahtjevima za PH dijele na:
- acidotolerantne - tolerišu širok raspon pH (mnoge gljive, manji broj bakterija)
- neutrofili - tolerisu neutralnu pH vrijednost (oko 7) (veći broj bakterija i praživotinja)
- acidofili - rastu u sredinama sa niskom pH vrijednošću
- alkalofili - rastu u sredinama sa visokom pH vrijednošću

Ekološki odnosi

Svi mikroorganizmi u prirodi stupaju u neku vrstu odnosa. To su odnosi između jedinki unutar jedne populacije, ili pak odnosi između različitih populacija. U populacijama se najčešće ostvaruje pozitivan vid odnosa ili kooperacija. Postoje i negativni odnosi kao kompeticija kada se među jedinkama javljaju konkurentski odnosi, najčešće zbog hrane.

Između različitih populacija mikroorganizama javlja se komensalizam koji je za jednu koristan a za drugu neutralan vid odnosa. Zatim se javlja protokooperacija koja je korisna za obe populacije. Javlja se i koristan oblik interakcija poznat kao mutualizam, obavezan, uzajaman i takođe koristan za obe populacije. U ovoj kategoriji odnosa između različitih populacija mikroorganizama značajno mjesto zauzima parazitizam, kao pozitivan za jednu a negativan za drugu populaciju. Ista je definicija i predatorstva, koji se za nijansu razlikuje od parazitizma. Razni su primjeri ovih odnosa u prirodi: kod bakterija, kompeticija izmedju Escherichia colli i Salmonella sp.; kod gljiva i bakterija, inhibitorsko dejstvo Penicillium sp. na bakterije; kod gljiva i algi, mutualizam u obliku lišaja; kod praživotinja, razni primeri predatorstva, kao npr. Didinium nasutum i Paramecium caudatum, ameba (Entoamoeba hystolitica) koja se hrane bakterijama i mnogi drugi primeri.

Pored tih međusobnih odnosa mikroorganizama, oni utiču i na druge žive organizme. Tako postoji veliki broj primjera patogenih mikroorganizama koji su izazivači bolesti kod ljudi, životinja i biljaka. Ali postoje i pozitvni odnosi mikroroganizama i biljaka (azotofiksatori), ili gljiva i viših biljaka.

Rasprostranjenost i značaj

S obzirom na njihove ekološke odlike, široke ekološke valence i dobru prilagodljivost novim uslovima života, mikroorganizmi su rasprostranjeni u svim sferama životne sredine. Mogu se naći u svim vodama (alge, mnoge protozoe, neke bakterije), dio su litosfere u kojoj utiču na formiranje zemljišta, naseljavaju atmosferu (bakterije i spore uvijek prisutne u vazduhu). Mogu se naći i na staništima sa ekstremnim životnim uslovima, kao što su dna okeana, termalni izvori, ekstremno slana jezera i sl. Pored toga mikroorganizmi koriste kao staništa druge organizme.

Njihov značaj se prvenstveno ogleda u kruženju materije putem razlaganja uginulih organizama u prirodi (pri čemu složena organska jedinjenja u svom metabolizmu razgrađuju na prosta neorganska kao npr. ugljene hidrate i proteine) i na taj način "čiste" prirodu (bakterije i gljive na prvom mjestu). Još jedna izuzetno važna uloga mikroorganizama jeste proizvodnja organske materije, u kojoj značajnu ulogu igraju alge, koje su tako pored biljaka jedni od primarnih producenata organske materije na Zemlji. Mikroorganizmi imaju veliki značaj za čovjeka u medicini i veterini, jer su izazivači brojnih bolesti. Koriste se u proizvodnji alkoholnih pića, kao i u preradi mleka i dobijanju mlečnih proizvoda. U poslednje vreme našli su primenu u zaštiti životne sredine putem bioremedijacije (bakterije).

Galerija

Neki predstavnici mikroorganizama:

Praživotinje (Tetrahymena termophila)
Gljive; neke se gljive takođe proučavaju u okviru mikrobiologije (Aspergillus sp.)

Literatura

Čomić, R.Lj., 1999.: Ekologija mikroorganizama, Prirodno-matematički fakultet. Kragujevac ISBN 86-81829-33-5
Jovanović, K.M., 1999.: Opšta bakteriologija, Savremena administracija. Beograd ISBN 86-387-0579-4
Marinović, Ž.R., 1991.: Osnovi mikologije i lihenologije, Naučna knjiga. Beograd ISBN 86-23-23059-0