Mikro-organismit (mikrobit) — määritelmä, tyypit ja merkitys
Tutustu mikro-organismeihin: määritelmä, bakteerit, virukset, sienet ja alkueliöt, niiden rooli ravinteiden kierrätyksessä, ekstremofiilit ja vaikutus terveyteen.
Mikro-organismi tai mikrobi on mikroskooppisen pieni eli niin pieni, ettei sitä voi nähdä paljain silmin. Mikro-organismien tutkimusta kutsutaan mikrobiologiaksi.
Mikro-organismeihin kuuluvat bakteerit, sienet, arkeologit, alkueliöt ja virukset, ja ne ovat varhaisimpia tunnettuja elämänmuotoja. Ensimmäiset näistä neljästä mikro-organismityypistä voivat olla joko vapaasti eläviä tai loisia. Virukset voivat olla vain loisia, koska ne lisääntyvät aina muiden elävien olentojen sisällä.
Useimmat mikro-organismit ovat yksisoluisia organismeja, joissa on vain yksi solu, mutta on olemassa yksisoluisia protisteja, jotka näkyvät ihmissilmälle, ja jotkut monisoluiset lajit ovat mikroskooppisia.
Mikro-organismit elävät lähes kaikkialla maapallolla, missä on nestemäistä vettä, kuten merenpohjan kuumissa lähteissä ja syvällä maankuoren kivien sisällä. Tällaisissa elinympäristöissä elävät extremofiilit.
Mikro-organismit ovat ratkaisevan tärkeitä ravinteiden kierrätyksen kannalta ekosysteemeissä, koska ne toimivat hajottajina. Koska jotkin mikro-organismit voivat myös ottaa typpeä ilmasta, ne ovat tärkeä osa typen kiertokulkua. Patogeeniset eli haitalliset mikrobit voivat tunkeutua muihin eliöihin ja aiheuttaa sairauksia.
Tyypit lyhyesti
- Bakteerit – yksisoluisia prokaryootteja, joiden aineenvaihdunta ja elintavat vaihtelevat laajasti. Bakteereilla on keskeinen rooli maaperän ja vesistöjen ravinteiden kierrätyksessä, ne osallistuvat typen sitomiseen ja moniin bioteknologisiin prosesseihin.
- Sienet – mukaan luettuina yksisoluiset hiivat ja monisoluiset homeet. Sienet hajottavat orgaanista ainesta, muodostavat symbiooseja kasvien kanssa (esim. mykorrisat) ja osa aiheuttaa myös tauteja.
- Arkeologit (usein kutsutaan arkeoiksi tai arkeoneiksi) – prokaryoottiryhmä, joka elää usein äärimmäisissä ympäristöissä kuten erittäin suolaisissa tai kuumissa olosuhteissa. Ne eroavat bakteereista solun rakenteessa ja geeniperimässä.
- Protistit / alkueliöt – suuri ja monimuotoinen ryhmä, johon kuuluvat erilaiset yksisoluisten eukaryoottien muodot sekä jotkut monisoluiset tavarat. Protisteilla on monenlaisia ravinnonhankintatapoja (yhteyttäminen, saalistus, hajotus).
- Virukset – eivät ole soluja vaan koostuvat perintöaineksesta (DNA tai RNA) ja yleensä proteiinikuoresta. Virukset tarvitsevat isäntäsolun lisääntyäkseen ja voivat aiheuttaa sairauksia bakteereissa, kasveissa, eläimissä ja ihmisissä.
Missä mikro-organismit elävät?
Mikrobit löytyvät lähes kaikista ympäristöistä: maaperästä, makeasta ja merivedestä, ilmasta, kasvien pinnoilta ja eläinten (myös ihmisen) mikrobistoista eli mikrobiomeista. Monet elävät yhdessä symbioottisissa suhteissa esim. kasvien juurissa tai ihmisen suolistossa. Äärimmäisissä olosuhteissa — kuten kuumissa lähteissä, syvissä merenpohjan kerrostumissa tai jääoloissa — asuvat erityisesti extremofiilit.
Merkitys ekosysteemeille ja ihmiselle
Ekosysteemipalvelut: mikrobit hajottavat orgaanista ainesta, vapauttavat ravinteita kasvien käyttöön ja pitävät yllä ravinteiden kiertoa. Ne osallistuvat myös hiilen ja typen kierrossa ja vaikuttavat maaperän rakenteeseen.
Terveys ja taudit: monet mikrobit ovat hyödyllisiä, mutta osa on patogeenejä, jotka aiheuttavat infektioita. Ihmisen terveyteen liittyviä esimerkkejä: suolistomikrobisto vaikuttaa ruoansulatukseen ja immuunijärjestelmän kehitykseen; virukset ja bakteerit voivat aiheuttaa akuutteja tai kroonisia sairauksia.
Hyödyntäminen: mikro-organismeja käytetään ruoan valmistuksessa (esim. leivonta, juustot, hapatetut tuotteet), lääkeainetuotannossa (antibiootit, hormoneja tuottavat bakteerit), bioteknologiassa (geeniteknologia, entsyymit) ja ympäristön puhdistuksessa (bioremediaatio).
Tutkimus ja tunnistus
Mikrobiologia hyödyntää perinteisiä menetelmiä kuten viljelyä ja mikroskopiaa sekä moderneja molekyylimenetelmiä, kuten PCR, DNA-sekvensointi ja metagenomiikka. Nämä menetelmät paljastavat sekä viljellyt että viljelemättömät mikroyhteisöt ja niiden geneettisen monimuotoisuuden.
Hallinta ja torjunta
Mikrobien aiheuttamien tautien ehkäisyssä ja hoidossa käytetään hygieniaa, desinfiointia, rokotuksia, antibiootteja ja muita antimikrobisia yhdisteitä. Antibioottiresistenssin leviämisen estäminen edellyttää vastuullista antibioottien käyttöä, hyvää hygieniaa ja seurantaohjelmia.
Yhteenveto
Mikro-organismit ovat pienikokoisia mutta vaikutuksiltaan valtavia: ne ovat elintärkeitä ekosysteemien toiminnalle, ihmisten terveydelle ja monille teollisuuden prosesseille. Samalla ne voivat aiheuttaa sairaudet ja haasteita, kuten antimikrobiresistenssin. Mikro-organismien tutkimus ja ymmärtäminen auttavat hyödyntämään niiden etuja ja vähentämään haittoja.
Escherichia coli -bakteerirykelmä 10 000 kertaa suurennettuna.
Vapaasti elävät mikro-organismit
Vapaasti elävät mikrobit saavat energiansa monin eri tavoin. Jotkut käyttävät fotosynteesiä, kuten kasvit. Jotkut hajottavat ympäristössään olevia luonnollisia kemikaaleja. Toiset taas käyttävät ravinnokseen asioita, jotka ovat joskus olleet eläviä, kuten pudonneita lehtiä ja kuolleita eläimiä, ja saavat ne hajoamaan tai maatumaan. Jotkut sienet ja bakteerit aiheuttavat ruoan hajoamista. Homeinen leipä tai hedelmä, hapan maito ja mädäntynyt liha ovat esimerkkejä pilaantuneesta ruoasta. Luonnossa maatuneet aineet sekoittuvat maaperään, jolloin kasvit saavat käyttöönsä tärkeitä ravinteita. Ilman tätä prosessia maaperän ravinteet loppuisivat. Tällaisia eliöitä kutsutaan hajottajiksi. Ne ovat planeettamme elävien olentojen luonnollisia kierrättäjiä.
Mikrobit auttavat meitä myös valmistamaan joitakin elintarvikkeita, kuten leipää, juustoa, jogurttia, olutta ja viiniä. Ne käyttävät viljan, hedelmien tai maidon sisältämää sokeria, mikä antaa näille elintarvikkeille erityisen rakenteen ja maun.
Loismikrobit
Jotkin mikrobit, joita kutsutaan usein bakteereiksi, aiheuttavat sairauksia. Ne ovat loisia, jotka elävät tunkeutumalla eläviin olentoihin. Vesirokko, sikotauti ja tuhkarokko ovat virusten aiheuttamia. Myös jotkin bakteerit ovat pöpöjä. Ne aiheuttavat monia tartuntatauteja, kuten tuberkuloosia ja jäykkäkouristusta. Tietyt bakteerit aiheuttavat hampaiden reikiintymistä. Ihminen voi suojautua joiltakin haitallisilta mikrobeilta säilyttämällä ja valmistamalla ruokaa oikein, puhdistamalla hampaat, pesemällä kädet ja välttämällä läheistä kontaktia sairaiden ihmisten kanssa.
Comensalism
Kaikilla eläimillä näyttää olevan bakteereja ja alkueläimiä, jotka elävät niissä tai niiden päällä aiheuttamatta niistä suurta haittaa. Joskus, kuten kasvinsyöjillä, mikro-organismit ovat elintärkeitä ruoan sulatukselle. Ihmisen suolistossa elää enemmän eliöitä kuin ihmiskehossa on soluja.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on mikro-organismi?
A: Mikro-organismi on organismi, joka on mikroskooppisen pieni eli niin pieni, ettei ihminen voi nähdä sitä paljain silmin.
K: Millaisia mikro-organismeja on olemassa?
V: Mikro-organismityyppejä ovat bakteerit, sienet, arkeologit, protistit ja virukset.
K: Ovatko kaikki mikro-organismit yksisoluisia eliöitä?
V: Useimmat mikro-organismit ovat yksisoluisia eliöitä, joissa on vain yksi solu, mutta on olemassa joitakin monisoluisia lajeja, jotka ovat mikroskooppisia.
K: Missä useimmat mikro-organismit elävät?
V: Useimmat mikro-organismit elävät melkein kaikkialla maapallolla, missä on nestemäistä vettä, mukaan lukien merenpohjan kuumat lähteet ja syvällä maankuoren sisällä olevat kalliot. Tällaisissa elinympäristöissä elävät extremofiilit.
K: Mikä rooli niillä on ekosysteemeissä?
V: Mikro-organismit ovat ratkaisevan tärkeitä ravinteiden kierrätyksen kannalta ekosysteemeissä, koska ne toimivat hajottajina. Ne ottavat myös typpeä ilmasta, joten ne ovat tärkeä osa typen kiertokulkua.
K: Voivatko jotkut mikrobit aiheuttaa sairauksia?
V: Kyllä, patogeeniset tai haitalliset mikrobit voivat tunkeutua muihin organismeihin ja aiheuttaa sairauksia.
Etsiä