الميكروبات les microbes أو الجراثيم Germs

              الميكروبات (les microbes) أو الجراثيم Germs هي مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة التي لا تُرى بالعين المجردة إلّا أن هناك شواذ لهذه القاعدة فالبعض منها يمكن رؤيته بالعين المجردة. العلم الذي يختص بدراسة الكائنات الحية الدقيقة يسمى علم الأحياء الدقيقة. الكائنات الدقيقة تشمل البكتيريا والفطريات والطحالب والأولية ولكنها لا تشمل الفيروسات. يحتار العلماء في تصنيف الفيروسات هل هي كائن حي أم كائن غير حي ؟ وهي تعتبر مسألة علمية تحتاج إلى البحث بحيث يتوصل العلماء إلى تعريف دقيق لمعنى "كائن حي". الفيروسات تتكون من نواة بها كروموسومات و لا يغطيها سيتوبلازم الذي يكوّن نحو % 70 من حجم الخلية. لكن إذا دخل الفيروس خلية حية يستغل سيتوبلازمها ويتكاثر عن طريق سيادة كروموسوماته على كروموسومات الخلية . وبتكاثره ينتشر في الخلايا المجاورة ويجبرها على اتباع نمطه الحيوي بلا توقف.
       تعيش معظم الميكروبات كأحياء دقيقة منفردة في كل مكان على سطح الأرض حيث يوجد الماء بصورة سائلة. وهذا يشمل أيضا الفوهات المائية الساخنة الموجودة في قيعان البحار والمحيطات ، وداخل الصخور التي تكوّن القشرة الأرضية.
       الكائنات الدقيقة حيوية بالنسبة للسلسلة الغذائية في المحيط حيث أنها تعمل كمحللات للغذاء . ويحتوي جسم الإنسان على نحو 2 كيلوجرام من الكائنات الحية الدقيقة المفيدة تساعد الجسم على هضم الطعام والاستفادة منه . كما يغطي بعضها جلد الإنسان ويقاوم كائنات اخرى ضارة للإنسان ويمنعها من النفوذ إلى داخل الجسم . كما أن البعض منها له القدرة على تثبيت النيتروجين؛ فهي مهمة بالنسبة لدورة النيتروجين. ومن وجهة أخرى فبعض أنواعها يسبب المرض حيث يهاجم الكائنات الحية الأخرى وقد يصيب الإنسان ويؤدي لوفاة الملايين من الناس كل عام.

 . 1 أنواع الميكروبات:

البكتيريا   :

      ينطبق تعبير البكتيريا على جميع الكائنات الدقيقة تكون مكونة غالبا من خلية واحدة ليس لها نواة حقيقية وتنتمي بذلك إلى بدائيات النوى . وينتمي إليها أيضا البكتيريا القديمة.منها المكورات والعصيات و اللولبيات وهي تتجمع مع بعضها وتأخذ أشكالا متعددة مثل عقد أو سبحة فتسمى مكورات عقدية أو على شكل عنقود فتسمى مكورات عنقودية.
         البكتيريا باعتبارها من بدائيات النوى لها دنا حرا في سيتوبلازم الخلية وليس معزولا داخل نواة يفصلها غشاءان عن السيتوبلازم ، كما هو الحال في حقيقيات النوى.
      اكتشفت البكتيريا لأول مرة من "أنطوني فان ليوفينهوك" بواسطة ميكروسكوب قام بصناعته بنفسه ، ووجد البكتيريا في المياه وفي لعاب الإنسان ، وقام في عام 1676 بتقديم بحثه إلى "الجمعية الملكية بلندن" Royal Society of London .
وبعد ثلاثة مئة سنة من هذا الاكتشاف لأو امتشاف للبكتيريا ورغم تصنيف انواع كثيرة منها فحتى الآن لا زلنا لا نعرف ما يقدر بنحو 95% من البكتيريا التي تعيش على الأرض. (وضع عام : 2006). لهذا فليس من الغريب أننا بين الحين والآخر نعثر على أنواع لا نعرفها . وفي عام 1999 اكتشف أكبر البكتيريا والذي يسمى "لؤلؤة الكبريت" Thiomargarita namibiensis في ناميبيا. يصل قطر لؤلؤة الكبريت هذه ثلاثة أرباع المليمتر ، ويمكن رؤيتها بالعين المجردة .
       يسمى العلم الذي يهتم ببحوث البكتيريا علم الجراثيم .

البكتيريا القديمة  :

      تكون البكتيريا القديمة Archaea أحد الثلاثة نطاقات حيوية التي تصنف جميع الأحياء. وكانت تعتبر في الماضي بكتيريا ولكنها تختلف على البكتيريا في أمور عديدة ، مثل توازن بين البنيات الغشائية وأغلفة الخلايا، و أنظمة النسخ الوراثي وأنظمة الترجمة الوراثية.

         توجد في البيئات القاسية التي لا تتوافر فيها المخلوقات الحية الأخرى:

 + أمثلة :

• البكتيريا القديمة halophile Archaea التي تعيش في الماء المالح وبعضها يعيش في مياه ذات املاح اخرى غير ملح الطعام . وقد تأقلمت تلك البكتيريا القديمة عل تلك الظروف القاسية .

• بكتيريا قديمة تتحمل درجات الحرارة المرتفعة تتعدى 80 درجة مئوية Hyperthermophile Archaea . هذه البكتيريا يمكنها أيضا النمو في درجة غليان الماء ولا تنمو تحت درجة 60 ° C. توجد تلك البكتيريا القديمة في الفوهات المائية الحرارية الموجودة في قيعان المحيطات . 

• بكتيريا قديمة تكوّن الميثان Methanogene Archaea . تلك البكتيريا القديمة كائن لاهوائي ، أي لا تعتمد على الهواء أو الأكسجين في حياتها ، وهي تكوّن الميثان من مواده الأولية . يوجد هذا النوع من البكتيريا القديمة في المستنقعات وفي أنفحة الماشية وفي حقول الأرز ، وكذلك في خزانات تنقية المياه ، وهي من ضمن المشاكل التي تساهم في مشكلة الانحباس الحراري ، ذلك لأن مفعول غاز الميثان يماثل مفعول ثاني أكسيد الكربون في الجو تختزن الطاقة الشمسية وترفع درجة حرارة الجو.

•  اكتشفت بكتيريا من نوع بكتيريا الكبريت الخضراء على عمق 2.500 متر في شرق المحيط الهادي ، تقوم بتمثيل ضوئي مع كبريتيد الهيدروجين أو الكبريت كمادة اختزال من دون الأكسجين .  لا تصل أشعة الشمس إلى البكتيريا في تلك الأعماق. ولكنها تستغل الأشعة تحت الحمراء الصادرة من المدخنات المائية الحرارية عن طريق "كلوروسوماتها" الحساسة للضوء في تمثيلها الضوئي.  

الفطريات

  

     الفطريات من حقيقيات النوى وتوجد في خميرة الخبز كخلايا منفردة وتوجد أيضا في خلايا متعددة مثلما في الغزل الفطري.( توجد منطقة قرب أوريغون بالولايات المتحدة تشغلها الغزل الفطري بمساحة تبلغ 9 كيلومتر مربع وتعتبر أكبر كائن حي على الارض ويبلغ عمره نحو 2200 سنة .) وهي تتكاثر إما بالتكاثر الجنسي أو تكاثر لاجنسي عن طريق بوغ أو التكاثر الخضري عن طريق انقسام متساو ، ويمكنها العيش لمدة طويلة جدا .
       تتغذى الفطريات عن طريق كائنات أخرى فهي تعتبر كائن غيري التغذية heterotroph . وتتم تغذيتها بإخراجها إنزيمات حولها لتحليل الكائنات العشبية والمغذيات و تمتص بذلك في خلاياها موادا متبلمرة غذائية تذوب في الماء.
تختلف الفطريات عن النبات بكونها لا تجري التمثيل الضوئي وهي تنمو عن طريق التغذي بكائنات ومواد أخرى ، كما يوجد في اغلبها مادة كيتين الذي يتواجد في أغلفة خلاياها.
       كانت بعض "الفطريات التحتية " مثل الفطر الغروي و أشبه الفطريات الطلائعيات والطلائعيات البيضية تعتبر في الماضي من الفطريات ، أما حاليا فهي ليست من الفطريات.
      العلم الذي يهتم بدراسة الفطريات يسمى علم الفطريات. 

الطحالب الميكروسكوبية:

  

      تصنف "الطحالب" بصفة عامة ككائنات من حقيقيات النوى تعيش في الماء ، وتزاول التمثيل الضوئي ولكنها لا تنتمي إلى النباتات ، وتسمى بالتالي طلائعيات.
       وينتمي إلى الطحالب كائنات وحيدة الخلية صغيرة (ميكروسكوبية) كما يوجد منها متعددة الخلايا ، التي تصل أحجاما نباتية كبيرة . وطبقا للتعريف فتعرف الطحالب الميكرونية بكونها وحيدة الخلية ومنها ما يحوي عددا قليلا من الخلايا.  

      تزاول الطحالب الميكرونية التمثيل الضوئي، وتستغل الضوء كمصدر للطاقة وتنمو عن طريق استغلال ثاني أكسيد الكربون.
     الدراسة التي تهتم بالطحالب تسمى علم الطحالب Phycology.

الأوليات (الحيوانات الأولية) :

         الأوليات Protozoire  من الكائنات الاصلية كانت تعتبر من الحيوان بسبب كونها كائن غيري التغذية وبسبب حركتها ، ليس لها غشاء خلوي ولكنها على عكس البكتيريا فلها نواة خلية ، وهي بناء على ذلك من حقيقيات النوى.
       تعود التسمية "بروتوزون" إلى عالم الأحياء الألماني "جيورج جولدفوس" في عام 1818 . وكان ان تم تصنيفها مع حقيقيات النوى الوحيدة الخلية في فصيلة الطلائعيات. ولكننا نعرف اليوم أنه يجب التفرقة بين الأوليات والطلائعيات .
كان التصنيف الابتدائي الذي يجمع بين الطحالب و الأميبا و أوليات هدبية Ciliate أو خلايا سوطية Flagellate مبني على المظهر الخارجي ولم يكن معتمدا على القرابة والتفرع الحيوي. من نحو 40.000 من انواع الأوليات (بروتوزون) نحو 8.000 من الطفيليات ، ومن ضمنهم نحو 70 من الطفيليات التي تتطفل على الإنسان.40 نوع من الأوليات قد تتسبب في نقل العدوى و المرض للإنسان.

الفيروسات (الحماة):

         لا تقوم الفيروسات بتمثيل غذائي وهي لا تستطيع التكاثر بنفسها ، وبعض علماء الأحياء لا يعتبرونها من الكائنات الحية. لا تستطيع الفيروسات الحركة ، وتنتقل مع الريح أو بسوائل أجسام الحيوان والإنسان .
      

طريقة تضاعف (تكاثر) الفيروسات:

        تعتمد الفيروسات في تضاعفها أو تكاثرها على خلية العائل الذي تتطفل عليه. ويستغل الفيروس المواد التي توجد داخل خلية العائل في عملية النسخ.

وتتم هذه العملية في عدة خطوات يمكن وصفها على النحو التالي:

1 – الالتصاق (Attachment) وهي أول خطوة حيث يبدأ الفيروس بلصق ذيله على جدار الخلية البكتيرية.

2 – حقن المادة الوراثية [Penetration (DNA injection)]  يقوم الفيروس بعمل فتحة خلال الجدار والغشاء الخلويين للبكتيريا بواسطة إنزيم اللايسوزيم (Lysozme). ثم يقوم بحقن مادته الوراثية داخل الخلية البكتيرية خلال تلك الفتحة.

3 – الاندماج (Integration) يندمج الحامض النووي الفيروسي مع مثيله البكتيري ويتضاعف معه. وهذا في حالة الفيروسات الوديعة (Temperate phages) وهي التي تسلك احد مسارين عندما يحقن (DNA) الفيروس في البكتيريا:

أ – إما أن يندمج (DNA) الفيروس مع (DNA) البكتيريا ويتضاعف معه، وهذا ما يطلق عليه المسار الوديع أو الدورة الوديعة (Lysogenic cycle) كما في شكل ( أ).

ب – أو يبقى حراً في السيتوبلازم ويتكاثر (يتضاعف) لوحده مستقلاً عن (DNA) البكتيريا. وتُسَخَّر البكتيريا لبناء مكونات الفيروس الأخرى التي تندمج مع (DNA) الفيروس مغلفةً إياه. وبتمام تكوين الفيروسات الجديدة تتحلل (Lyse) الخلية البكتيرية وتنفجر فتنطلق الفيروسات إلى خارجها ليعيد كلٌ من هذه الفيروسات الدورة مرةً أخرى. ويطلق على هذه الدورة (المسار) التحللي [Lytic (pathway) cycle)] كما في شكل (ب).

4 – مضاعفة المادة الوراثية الفيروسية (Virus DNA replication): حيث يبدأ الفيروس بإفراز إنزيمات تعمل على تحطيم الحامض النووي البكتيري، ليتم بعد ذلك استنساخ الحامض النووي الفيروسي ليؤدي إلى تكوين عدد كبير من الفيروسات داخل الخلية البكتيرية الأمر الذي يؤدي إلى تحلل جدار الخلية البكتيرية وتحرر الفيروسات لتصيب خلايا بكتيرية أخرى.

      العلم الذي يهتم بدراسة الفيروسات يسمى علم الفيروسات Virology.

. 2 ميكروبات مفيدة:

     كثير من أنواع الميكروبات مفيد . فبعضها يشترك في دعم دورة النتروجين فيما يسمى تثبيت النتروجين (تثبيت N₂ ) ، وفي تنقية المياه ، كما تستخدم أنواع منه في المصنوعات الغذائية لإنتاج موادا غذائية مثل صناعة الجبن و اليايوغت، وصناعة الخل.
  كما تستغل  الميكروبات في إنتاج المضادات الحيوية وفي أنتاج مواد تستغل في الصناعة . كما تجرى حاليا في أسبانيا بحوث لاستخدام البكتيريا في صناعة بناء المنازل عوضا عن استخدام الأسمنت الذي يحتاج تحضيره إلى طاقة حرارية كبيرة . تتعلق تلك الاختبارات بابتكار ملاط يقوم بعمل الأسمنت مع استخدام قليل من الأسمنت.
      بمجرد ولادة الطفل تبدأ عملية "استعماره" بمختلف البكتيريا وينشأ له مع الوقت مستعمرات بكتيرية خاصة به . ومع تغير أكله ومشربه و الاجحواء المحيطة به تتكون لها ما يسمى نبيت جرثومي معوي ونبيت جرثومي جلدي يعيشون جميعا مع الجسم في سلام ووئام .

 . 3  ميكروبات تسبب المرض:

      يوجد عدد قليل من الميكروبات تسبب مرض الإنسان والحيوان والنبات. وهذا يعني أن تلك الميكروبات والجراثيم لها أهمية كبيرة في دراستها . والدراسة العلمية التي تهتم بدراسة الميكروبات المسببة للمرض في الإنسان والحيوان يسمى علم الأحياء الدقيقة الطبي . وعلم أمراض النبات (فيتوباثولوجي ) يهتم من بين دراساته الأخرى بدراسة الجراثيم المسببة لمرض النبات. 

 . 4 حقائق عن الميكروبات: 

•   ظهرت الميكروبات كأول كائنات حية على الأرض منذ نحو 83 مليار سنة ، ولم تنشأ متعددة الخلايا إلى قبل نحو 600 مليون سنة فقط في العصر نيوبروتيوزيكم ، كما ظهر الإنسان الحديث Homo sapiensعلى الأرض قبل نحو 130.000 سنة .  
•   تفوق أنواع البكتيريا جميع الأحياء الأخرى وتمثل نحو 70% من الكتلة الحيوية الموجودة على الأرض.  
• تقدر نسبة الميكروبات المعروفة والمصنفة علميا بنحو % 50 فقط . 
• معظم الميكروبات لا تسبب المرض. 
• تقوم الميكروبات بعمليات كيمبائية حيوية ضرورة للحياة على الأرض ، وتؤثر على المناخ .
• وتعمل البكتيريا على تكون النسب المناسية من أكسجين و نيتروجين التي تجعل الأرض مناسبة لحياة الكائنات الأخرى . 
• وتنتج الميكروبات نحو نصف الأكسجين الحر (O₂) الذي تحتاجه النباتات. 
•  مرت عصور جيولوجية على الأرض كانت نسبة الأكسجين في الجو فيها نحو نصف ما هو موجود الآن ، وانتجت البكتيريا الاكسجين تدريجيا عبر العصور فزادت نسبته فنشأت الأحياء الأخرى على الأرض. 
• تترعرع البكتيريا في أجواء غريبة نوبيئات غريبة جدا ، من وجهة درجة حرارة عالية ، أو برودة شديدة أو في الإشعاع أو تحت ضغوط عالية ، كما يمكنها العيش في الظلام بغير أشعة الشمس.
• ومن البكتيريا ما يتحمل البيئات المالحة و الحمضية والقلوية . ويعيشون في تلك البيئات التي لا يستطيع أي كان حي آخر العيش فيها ، ويستمدون غذاءهم من مواد غير عضوية .
• تظهر إمكانيات فائقة للميكروبات في بيئات غريبة تستطيع العيش فيها . فتكون مصدرا لجينات جديدة وميكروبات أخرى ، يمكن أن يكون لها أهمية في تنقية البيئة ( أنظر أيضا : تبلمر)، إنتاج الطاقة، تحلل حيوي ، معالجة النفايات والمواد الضارة ، وغيرها . إذا تسرب من البواخر مواد بترولية فتحللها البكتيريا وتنقي الماء منها.
• يمكن مراقبة البيئة الحيوية وتغيراتها عن طريق دراسة البكتيريا من ناحية تنوعها و تكاثرها .
• يوجد على جسم الإنسان وفي جسمه ما يزيد عن 10 أضعاف عدد خلاليا جسمه من الميكروبات ، نحو مليون مليار 10¹⁵ ميكروب ، بينما في جسم الأنسان بين 10¹³–10¹⁴) خلية )، وتشكل كتلة البكتيريا ما بين 0.5 و 1 كيلوجرام من وزن الإنسان (الخلية البشرية أكبر بكثير من حجم البكتيريا).
• جميع الناس لهم تقريبا نفس أنواع البكتيريا في الأمعاء و في الفم و الأنف وعلى الجلد . ويعيش على جلد الإنسان ميكروبات بمعدل 100 - 10.000 ميكروب على كل سنتيمتر مربع . وفي الأمعاء تتكون نبت جرثومي معوي ينتج فيتامينات مثل بيوتين , وفيتامين K و حمض الفوليك (نوع من فيتامين بي) ، وتعمل على تحسين مناعة الجسم وتمنع انتشار جراثيم ضارة وفطريات. كما يوجد في البراز نحو 100 مليار من الميكروبات.

شارك الموضوع !

نشر في : الصحة