Mikroorganismid: määratlus, liigid, elupaigad ja roll ökosüsteemides
Mikroorganism või mikroob on organism, mis on mikroskoopiline, st nii väike, et inimesed ei näe seda palja silmaga. Mikroorganismide uurimist nimetatakse mikrobioloogiaks. Mikroorganismide suurus võib ulatuda mõnest nanomeetrist (viirused) kuni mitme mikromeetrini (mõned protistid ja väiksed mitmerakulised organismid). Mõned mikroorganismid koosnevad ühest ühikust (ainuraksed), teised on keerukamad ja eukarüootsete rakkude ehitusega.
Liigid ja põhierinevused
Mikroorganismide hulka kuuluvad:
- bakterid – prokarüootsed üksikrakulised organismid, millel on suur mitmekesisus ja erinevad elutegevuse viisid;
- seened – kuuluvad eukarüootide hulka, hõlmavad nii üherakulisi pärme kui ka mitmerakulisi seeni;
- arheoidid – prokarüoodid, sageli ekstreemsetes tingimustes elavad mikroorganismid, mille geneetilised ja biokeemilised omadused erinevad bakteritest;
- protiidid – eukarüootsed ainuraksed või vähese kehastusega organismid (näiteks amööbid, parameetsiumid);
- viirused – mitte-täielikud rakkudest koosnevad parasiidid, mis paljunevad ainult teiste rakkude sees.
Enamik mikroorganisme on ainuraksed, kuid esineb ka inimsilmale nähtavaid protiste ning mõned mikroskoopilised liigid on mitmerakulised. Prokarüootid (bakterid ja arheoidid) erinevad eukarüootidest (seened, protistid) raku ülesehituse ja geneetika poolest.
Elupaigad
Mikroorganismid on peaaegu kõikjal maakeral, kus leidub vedelat vett. Neid leidub:
- meredes ja järvedes, kaasa arvatud kuumad allikad ning sügavad ookeani osad;
- maapinnal ja mullas, kus nad osalevad orgaanika lagundamises;
- inimkehas ja teiste organismide pinnal või sees (sümbiootilised ja parasiitsed mikroobid);
- sügaval maakoores olevate kivimite sees ning muudes ekstreemsetes keskkondades — sellistes kohtades elavad ekstreemofiilid;
- õhus, kus nad võivad levida piiskades ja aerosoolides ning moodustada biofilme ja mikrokogukondi.
Roll ökosüsteemides ja inimese elus
Mikroorganismid mängivad looduses mitut tähtsat rolli:
- Lagundajad: nad lagundavad surnud orgaanikat ja vabastavad toitained tagasi mullasse ja vette, olles seega kriitilise tähtsusega toitainete ringluse jaoks;
- Lämmastiku fikseerijad: mõned mikroorganismid suudavad õhust lämmastikku siduda ja muuta selle taimedele kättesaadavaks, olles oluline osa lämmastikuringest;
- Fotosünteesijad: näiteks tsüanobakterid ja mõned protistid toodavad hapnikku ja orgaanilisi aineid, toetades veekogude toiduahelaid;
- Sümbioosid: soolestikus elavad mikroobid (mikrobiom) aitavad seedida toitu, toota vitamiine ja vormida immuunsüsteemi;
- Patogeenid: mõned mikroorganismid võivad tungida teistesse organismidesse ja põhjustada haigusi — nii inimestel, loomadel kui ka taimedel.
Inimkasutused ja riskid
Mikroorganismidel on inimtegevuses nii kasulikke kui ka kahjulikke rakendusi:
- Kasu: toiduainetetööstuses (nt juustude ja jogurtite valmistamine, kääritamine), biotehnoloogias (ensüümid, vaktsiinid, geenitehnoloogia), reovee ja keskkonna puhastamises ning bioremediatsioonis (saasteainete lagundamine);
- Riskid: haigustekitajad, toidu riknemine ja antimikroobne resistentsus — viimane teeb nakkuste ravimise keerulisemaks ning on globaalne terviseprobleem;
- Tõrje ja uurimine: hügieen, vaktsineerimine, antibiootikumide mõistlik kasutamine ning laboritehnikad (kultiveerimine, mikroskoopia, molekulaarse järjestamise meetodid) aitavad haigusi ennetada ja mõista.
Uuringud ja tähtsus tulevikus
Mikrobioloogia (sealhulgas uusimad molekulaarsed meetodid) annab ülevaate mikroobide mitmekesisusest, ökosüsteemsetest funktsioonidest ja nende mõjust kliimale. Ekstreemofiilide uurimine aitab mõista elu piire ja võimalikke eluvorme teistes planeetides; mikroobid on ka olulised biotehnoloogiliste uute lahenduste — näiteks biokütuste, antibiootikumide ja keskkonnasõbralike bioprotsesside — arendamisel.
Kokkuvõttes, mikroorganismid on väikesed, kuid ülimalt mõjukad: nad säilitavad ökosüsteemide funktsioone, mõjutavad inimeste ja loomade tervist ning pakuvad mitmeid tehnoloogilisi ja ravimialaseid lahendusi, kuid võivad samal ajal kujutada ka tõsiseid riske, kui nende käitumist ei mõisteta ega juhita vastutustundlikult.
10 000 korda suurendatud Escherichia coli bakterite kogum.
Vabalt elavad mikroorganismid
Vabalt elavad mikroobid saavad oma energiat mitmel erineval viisil. Mõned kasutavad fotosünteesi, nagu taimed. Mõned lagundavad oma keskkonnas olevaid looduslikke kemikaale. Teised toituvad asjadest, mis kunagi olid elusad, näiteks langenud lehtedest ja surnud loomadest, põhjustades nende lagunemist või lagunemist. Mõned seened ja bakterid põhjustavad toidu lagunemist. Mädanenud leib või puuviljad, hapu piim ja mädanenud liha on näited mädanenud toidust. Looduses segunevad lagunenud materjalid mullaga, andes taimedele vajalikke toitaineid. Ilma selle protsessita lõppeksid mullas olevad toitained. Selliseid organisme nimetatakse lagundajateks. Nad on meie planeedi elusolendite loomulikud taaskasutajad.
Mikroobid aitavad meil valmistada ka mõningaid toiduaineid, näiteks leiba, juustu, jogurtit, õlut ja veini. Nad toituvad teraviljas, puuviljas või piimas sisalduvast suhkrust, andes neile toiduainetele erilise tekstuuri ja maitse.
Parasiitmikroobid
Mõned mikroobid, mida sageli nimetatakse mikroobideks, põhjustavad haigusi. Need on parasiidid, mis elavad, tungides elusolenditesse. Tuulerõuged, mumps ja leetrid on kõik põhjustatud viiruste poolt. Mõned bakterid on samuti mikroobid. Nad põhjustavad paljusid nakkushaigusi, sealhulgas tuberkuloosi ja teetanust. Teatud bakterid põhjustavad hambakahjustusi. Inimest on võimalik kaitsta mõnede kahjulike mikroobide eest, säilitades ja valmistades toitu õigesti, puhastades hambaid, pestes käsi ja vältides tihedat kontakti haigete inimestega.
Comensalism
Tundub, et kõigis loomades või nende peal elavad bakterid ja algloomad, ilma et nad suurt kahju teeksid. Mõnikord, nagu taimtoidulised, on mikroorganismid toidu seedimiseks hädavajalikud. Inimese soolestikus elab rohkem organisme kui inimkehas on rakke.
Küsimused ja vastused
K: Mis on mikroorganism?
V: Mikroorganism on organism, mis on mikroskoopiline, mis tähendab, et ta on nii väike, et inimesed ei näe teda palja silmaga.
K: Milliseid mikroorganisme on olemas?
V: Mikroorganismide liikide hulka kuuluvad bakterid, seened, arheoidid, protiidid ja viirused.
K: Kas kõik mikroorganismid on ainuraksed organismid?
V: Enamik mikroorganisme on ainuraksed ainuraksed organismid, kuid on olemas ka mitmerakulisi liike, mis on mikroskoopilised.
K: Kus elab enamik mikroorganisme?
V: Enamik mikroorganisme elab peaaegu kõikjal maakeral, kus on vedel vesi, sealhulgas kuumad allikad ookeani põhjas ja sügaval maakoores olevate kivimite sees. Sellistes elupaikades elavad ekstreemofiilid.
K: Millist rolli mängivad nad ökosüsteemides?
V: Mikroorganismid on ökosüsteemides toitainete ringlussevõtu seisukohalt üliolulised, sest nad tegutsevad lagundajatena. Samuti võtavad nad õhust lämmastikku, mistõttu on nad oluline osa lämmastikuringluses.
K: Kas mõned mikroobid võivad põhjustada haigusi?
V: Jah, patogeensed või kahjulikud mikroobid võivad tungida teistesse organismidesse ja põhjustada haigusi.
