מיקרוביולוגיה - מיקרואורגניזמים

מיקרו = קטן

אורגנימים = יצורים חיים

במיקרואורגניזמים מדובר על יצורים חיים קטנים שלא ניתן לראותם בעיין ללא כל מכשיר מיוחד.

ניתן לצפות באותם היצורים אך ורק על ידי מכשיר לדוגמה מיקרוסקופ.

מיקרואורגניזמים הוא כולל בענף המיקרוביולוגיה.

מיקרוביולוגיה הוא ענף במדעי החיים העוסק בחקר המיקרואורגניזמים.

במאה ה-17 כבר החלו לצפות ביצורים ותאים, כמו כן זה הזמן שבה גילו אותם. הראשון היה אנאני ואן לוונהוק. הוא הראשון שצפה ביצורונים כאלו שלא ידעו עד כה על קיומם. בנוסף, הוא צייר אותם. על פי תגליות של לוונהוק יצרו את תאוריית התאים, שכל יצור בנוי מתאים. 

סוגי מיקרואורגניזמים הקיימים:

1. חיידקים (הנקרא גם "בקטריות") - החיידקים הם יצורונים זעירים מאוד, שבגודל עד 2 מיקרומטר (2 מיליוניות המטר). החיידקים הם נחשבים כיצורים פרוקריוטים חד-תאים, אשר כל גופם בנוי מתא אחד בלבד.

לחיידקים קיימים 3 צורות עיקריות:
א. כדוריים = קוקים. בצורת עיגול.
ב. מתגים = מקלונים. בצורת אליפסה.

ג. סלילניים = ספירליים = לולייני. 
להרחבה בנושא החיידקים לחצו כאן
2. נגיפים (הנקרא גם "וירוסים") 
3. אצות חד-תאיות - צמחי מים זעירים חד-תאיות, המבצעים את תהליך הפוטוסינטזה.
4. פרוטוזואה - יצורים חד-תאיים קטנים (כגון: אמבה, סנדלית, פלסמודיים...) החיים חופשי או כטפילים חיים במים ובקרקע.
5. פטריות זעירות (קטנות) - לפטריות יש סוגים ומינים סוגים, לכן יש מינים שהם חד-תאיים ויש מינים שהם רב-תאיים. הפטריות ניזונות מיצורים אחרים כמו שמרים. הפטריות הטרוטרופים חיות בעיקר ביבשה, וגם על יצורים אחרים כטפילים.

                                     סביבה ללא מיקרואורגניזמים

כייצד באמת המיקרואורגניזמים משפיעים על חיינו, עולמינו וסביבתינו? 

 אם עולמינו היה ללא מיקרואורגניזמים? ללא חיידקים, פטריות וכ"ו....? 

1. פירוק חומרים אורגנים לחומרים אי אורגנים - החיידקים והפטריות מפרקות את הגוויות (פגרים, גופת יצור חי שמת), והפרשות של יצורים חיים אשר המכילים חומרים אורגנים (הכוללים חלבונים, שומנים ופחמימות) לחומר אי אורגני חזרה לטבע. - חיסרון אם המיקרואורגניזמים לא היו קיימים, כי להחזיר חומרים לטבע זה תהליך חשוב!
2. קירור המזון - המקרר שומר על טריות המזון, ומעקב את התפתחות החיידקים והפטריות, לכן לא יהיה צורך לקירור המזון אם לא יהיו מיקרואורגניזמים - יתרון.
3. קילקול המזון - מה שמקלקל את המזון הוא חיידקים ופטריות, לכן המזון לא יתקלקל, בנוסף לכך המזון לא יסריח - יתרון.

4. ללא מחלות - הסביבה והעולם שלנו יהיה ללא מחלות כגון: דלקות בכרום המוח, צרבת, איידס, ודלקות ומחלות הנגרמות ע"י וירוסים וחיידקים. כמו כן יהיה פחות תמותה - יתרון.
5. מוצרי חלב - חיידקים מסוימים מייצרים מוצרי חלב, לכן אם לא יהיו מיקרואורגניזמים לא יהיה מוצרי חלב - חיסרון.
6. פירוק התאית - העשב שהפרות אוכלות לא יכול להתפרק ללא החיידקים במערכת העיכול. בקיבה יש חיידקים שמפרקים את התאית (תאית הוא חומר הנמצא בדופן התא של הצמחים) שבחציר והעשב. ללא החיידקים התאית לא יכולה להתפרק! לכן היינו צריכים להאכיל את הפרות במזון אחר (גרעינים מיוחדים), שיקר יותר. כתוצאה מאירוע זה דבר זה מייקר את החלב והבשר של הפרות - חיסרון.

7. עיקור וחיטוי המזון - ללא המיקרואורגניזמים לא יהיה צורך לעקר מזון ולהפוכו לסטרילי ומחוטה, מכיוון שלא יהיה לצורך מה לטהר אותו. - יתרון.
8. ירקות ופירות כבושים - אם לא יהיו מיקרואורגניזמים לא יהיו פירות וירקות כבושים (כמו מלפפון, כרוב פלפל...), מכיוון שהחיידקים מפרקים ויוצרים חומצה. - חיסרון.
 

                                  ייצור מזון על ידי מיקרואורגניזמים

בני אדם ויצורים נוספים משתמשים במיקרואורגניזמים לשימושים שונים, אחד משימושים הוא ייצור\הכנת מזון ע"י מיקרואורגניזמים. מידי יום ויום אנו משתמשים בהם לייצור של סוגים שונים של מזון.

להלן מוצרי מזון שמיוצרים ע"י מיקרואורגניזמים:

שלבי ואופן התפחת בצקים, לחם ומאפים ע"י שמרים:

שמרים הם יצורים חיים מיקרואורגניזמים מקטגוריית הפטריות. השמרים חשובים למאכלים. שמרים מבצעים תהליך נשימה תאית לצורכי הפקת אנרגיה. השמרים משתמשים בסוכר, שבבצק בליווי חמצן מהאוויר הרחב, ומפרקים את הסוכר, כך נוצרת אנרגיה. באמצעות תהליך אנרגיה זו, נפלט פחמן דו חמצני (פד"ח) לבצק, דבר היוצר חורים ומתפיח את הבצק. במהלך הזמן האפייה בטמפרטורות גבוהות השמרים מתים, וזאת לאחר שסיימו את תפקידם לסיוע תפיחת הבצק.

אופן ייצור יין ע"י שמרים:

השמרים מקיימים תהליך הנקרא "תסיסה כהלית".  השמרים משתמשים בסוכר שבקליפת הענבים המרוסקים בתנאי אנארוביים (היכולת לחיות בהיעדר חמצן חופשי) הם מפרישים ולכן מיוצר "כהל אתילי" ופחמן דו חמצני ע"י פעולת האנזימים.

ריכוז הכהל (אלכוהול) עולה ע"י ביצוע תהליך הזיקוק: חימום היין לצורך אידוי המים, על מנת שהרוב הנוזלים יהיו כהל.

אופן ייצור בירה ע"י שמרים:

תהליך דומה לתהליך הקודם של השמרים בייצור יין. ההבדל הוא שהשמרים\חיידקים מפרקים את הסוכר שקיים בשעורה או החיטה וממנו מפיקים כהל.

אופן ייצור מוצרי חלב ע"י חיידקים:

מצב בו החיידקים נכנסים לחלב הם מבצעים תהליך הנקרא "תסיסה לקטית" (מלשון "לקטוז") (לקטוז = סוכר החלב הבנוי ומורכב ע"י סוכרים גלוקוז וגלקטוז) החיידקים (במקרה הזה, סוג החיידקים קובעת את טיב (איכות) החלב) משתמשים בסוכר המצוי בחלב הנקרא "סוכר לקטוז", ומפרקים אותו בליווי  בתנאי אנארוביים (היכולת לחיות בהיעדר חמצן חופשי). באמצעות פירוק זה נוצר חומצה לקטית וייצור מוצרי חלב כגון גבינות, יוגורט ועוד מוצרי חלב שונים...

ייצור חמוצים ע"י חיידקים:

ייצור חמוצים הוא מיוצר ע"י תהליך הנקרא "תסיסה לקטית".

החיידקים בתנאי אנארוביים (היכולת לחיות בהיעדר חמצן חופשי) משתמשים בסוכר הקיים בירקות (בכל ירק יש סוכר, אפילו אם לא מרגישים קיים פחמימות סוכר), כתוצאה מכך החיידקים מפרישים חומצה לקטית, שנותן לחמוצים טעם.

בשלב מסויים מרוב החומציות הגבוהה, החומצה שמייצרים החיידקים הורגת את העצמם.

4. יחסי גומלין של תחרות: יצורים מאותו סוג זקוקים לאותו משאב. לכן חיו של היצור תלוי בכמות קבלת המשאב. בגלל התחרות הזו בין היצורים שניהם סובלים. --

דוגמאות ליחסי גומלין של תחרות:

- חתולים רבים על מעט מזון נמצאו ברחוב.

- חתולים מתווכחים על מרחב מחייה שיהיו. לדוגמה חסר מקום לשהות בו ויש קופסא בה חתול נמצא, חתולים אחרים גם ירצו להיות בו, בייחוד בחום חמסין או בקור וגשמים.

- אריות מתווכחים על טרף.

5. יחסי גומלין כאשר יצור אחד נהנה, ויצור אחר אינו מושפע מכך. +O

דוגמאות ליחסי גומלין זה:

- חיידקים שניזונים מתפוז ומייצרים לייקר תפוזים.

- שמרים שניזונים מסוכר.