الأحياء الدقيقة[1][2] أوالمِيْكروبات[1][2][3] أوكائن مجهري[4] (بالإنجليزية:Microorganism) أو (بالإنجليزية:Microbe) هي مجموعة واسعة من الأحياء التي لا تُرى بالعين المجردة. إلّا أن هناك شواذ لهذه القاعدة، فالبعض منها يمكن رؤيته بالعين المجردة. العلم الذي يختص بدراسة الكائنات الحية الدقيقة يسمىعلم الأحياء الدقيقة. الكائنات الدقيقة تشمل البكتيريا والفطريات والطحالب والكائنات أُحادية النوى، ولكنها لا تشملالفيروسات. يحتار العلماء في تصنيف الفيروسات هل هي كائن حي أم كائن غير حي؟ وهي تعدّ مسألة علمية تحتاج إلى البحث بحيث يتوصل العلماء إلى تعريف دقيق لمعنى «كائن حيّ». الفيروسات تتكون من نواة بها كروموسومات ولا يغطيهاالسيتوبلازم الذي يكوّن نحو 70% من حجم الخلية. لكن إذا دخل الفيروس خلية حيوية يستغل سيتوبلازم الخلية ويتكاثر الفيروس عن طريق سيادة كروموسوماته على كروموسومات الخلية. وبتكاثره ينتشر في الخلايا المجاورة ويجبرها على اتباع نمطه الحيويّ بلا توقف.
تعيش معظم الميكروبات كأحياء دقيقة في كل مكان على سطح الأرض حيث يوجد الماء بصورة سائلة. وهذا يشمل أيضاالفوهات المائية الساخنة الموجودة في قيعان البحار والمحيطات، وداخل الصخور التي تكوّن القشرة الأرضية.
الكائنات الدقيقة حيوية بالنسبة للسلسلة الغذائية في المحيط الحيوي حيث أنها تعمل كمحللات للغذاء. ويحتوي جسم الإنسان على نحو 2 كيلوجرام من الكائنات الحية الدقيقة المفيدة التي تساعد الجسم على هضم الطعام والاستفادة منه. كما يغطي بعضها جلد الإنسان، ويقاوم كائنات أخرى ضارة للإنسان ويمنعها من النفوذ إلى داخل الجسم. للبعض منها القدرة علىتثبيت النيتروجين؛ فهي مهمة بالنسبةلدورة النيتروجين. ومن وجهة أخرى فبعض أنواعها يسبب المرض حيث يهاجم الكائنات الحية الأخرى وقد يصيب الإنسان ويؤدي لوفاة الملايين من الناس كل عام.
صورة لبكتريا السلمونيلا (أحمر) مع خلايا إنسانية، بمجهر إلكتروني ماسح
ينطبق تعبير البكتيريا على جميع الكائنات الدقيقة تكون مكونة غالبا من خلية واحدة ليس لها نواة حقيقية وتنتمي بذلك إلىبدائيات النوى. وينتمي إليها أيضاالبكتيريا القديمة.
البكتيريا باعتبارها منبدائيات النوى لهاحمض نووي حرّ فيسيتوبلازم الخلية وليس معزولا داخل نواة يفصلها غشاءان عن السيتوبلازم، كما هو الحال فيحقيقيات 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 لأول اكتشاف للبكتيريا ورغم تصنيف أنواع كثيرة منها فحتى الآن لا زلنا لا نعرف ما يقدر بنحو 95% من البكتيريا التي تعيش على الأرض.[بحاجة لمصدر]. (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 فيناميبيا. يصل قطر لؤلؤة الكبريت هذه ثلاثة أرباع المليمتر، ويمكن رؤيتها بالعين المجردة.
تكوّنالبكتيريا القديمة Archaea أحد الثلاثةنطاقات حيوية التي تصنف جميع الأحياء. وكانت تعدّ في الماضي بكتيريا ولكنها تختلف على البكتيريا في أمور عديدة، مثل توازن بين البنيات الغشائية وأغلفة الخلايا، وأنظمةالنسخ الوراثي وأنظمةالترجمة الوراثية.
ينتمي إلى البكتيريا القديمة:
البكتيريا القديمة halophile Archaea التي تعيش في الماء المالح وبعضها يعيش في مياه ذات أملاح أخرى غير ملح الطعام. وقد تأقلمت تلك البكتيريا القديمة عل تلك الظروف القاسية.
بكتيريا قديمة تتحمل درجات الحرارة المرتفعة تتعدى 80درجة مئوية Hyperthermophile Archaea. هذه البكتيريا يمكنها أيضا النمو في درجة غليان الماء ولا تنمو تحت درجة 60 °C. توجد تلك البكتيريا القديمة فيالفوهات المائية الحرارية الموجودة في قيعان المحيطات.
بكتيريا قديمة تكوّن الميثان Methanogene Archaea. تلك البكتيريا القديمةكائن 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 أنفحةالماشية وفي حقولالأرز، وكذلك في خزانات تنقية المياه، وهي من ضمن المشاكل التي تساهم في مشكلةالانحباس الحراري، ذلك لأن مفعول غاز الميثان يماثل مفعولثاني أكسيد الكربون في الجو تختزن الطاقة الشمسية وترفع درجة حرارة الجو.
الفطريات منحقيقيات النوى وتوجد فيخميرة الخبز كخلايا منفردة وتوجد أيضا في خلايا متعددة مثلما فيالغزل الفطري.(توجد منطقة قربأوريغون بالولايات المتحدة تشغلها الغزل الفطري بمساحة تبلغ 9 كيلومتر مربع وتعدّ أكبر كائن حي على الأرض ويبلغ عمره نحو 2200 سنة.) وهي تتكاثر إما بالتكاثر الجنسي أوتكاثر لاجنسي عن طريقبوغ أوالتكاثر الخضري عن طريقانقسام متساو، ويمكنها العيش لمدة طويلة جدا.
تتغذى الفطريات عن طريق كائنات أخرى فهي تعدّكائن غيري التغذية heterotroph. وتتم تغذيتها بإخراجهاإنزيمات حولها لتحليل الكائنات العشبية والمغذيات وتمتص بذلك في خلاياها موادامتبلمرة غذائية تذوب في الماء.
تختلف الفطريات عن النبات بكونها لا تجريالتمثيل الضوئي وهي تنمو عن طريق التغذي بكائنات ومواد أخرى، كما يوجد في اغلبها مادةكيتين الذي يتواجد في أغلفة خلاياها.
كانت بعض «الفطريات السفليّة» مثل الفطر الغروي وأشبه الفطرياتالطلائعياتوالطلائعيات البيضية تعدّ في الماضي من الفطريات، أما حاليا فهي ليست من الفطريات.
تصنف «الطحالب» بصفة عامة على أنها كائنات منحقيقيات النوى تعيش في الماء، وتزاولالتمثيل الضوئي ولكنها لا تنتمي إلى النباتات، وتسمى بالتاليطلائعيات.
وينتمي إلى الطحالب كائنات وحيدة الخلية صغرية (ميكروسكوبية) كما يوجد منها متعدد الخلايا، الذي يصل حجمها 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 استغلالثاني أكسيد الكربون.
الدراسة التي تهتم بالطحالب تسمىعلم الطحالب Phykology.
أميبا Thecamoeba، وهي توجد بكثرة في المزارع وأراضي الغابات.Colpoda inflata (من الأوليات التي توجد في التربة.
الأوليات Protozoen ومفردها أولي Protozoonمن الكائنات الأصلية. كانت تعدّ من الحيوان بسبب كونهاكائن غيري التغذية وبسبب حركتها، ليس لها غشاء خلوي ولكنها على عكس البكتيريا فلها نواة خلية، وهي بناء على ذلك منحقيقيات النوى.
تعود التسمية «بروتوزون» إلى عالم الأحياء الألماني «جيورج جولدفوس» في عام 1818. وكان ان تم تصنيفها مع حقيقيات النوى الوحيدة الخلية في فصيلةالطلائعيات. ولكننا نعرف اليوم أنه يجب التفرقة بينالأوليات والطلائعيات.
كان التصنيف الابتدائي الذي يجمع بينالطحالبوالأميبا وأوليات هدبية Ciliate أوخلايا سوطية Flagellate مبني على المظهر الخارجي ولم يكن معتمِدا على القرابة والتفرع الحيوي. من نحو 40.000 من أنواعالأوليات (بروتوزون) نحو 8,000 منالطفيليات، ومن ضمنهم نحو 70 من الطفيليات التيتتطفل على الإنسان.
40 نوع من الأوليات قد تتسبب في نقل العدوى ومرض الإنسان.
لا تقومالفيروسات بتمثيل غذائي ولا تستطيع التكاثر بنفسها، وبعض علماء الأحياء لا يعدّونها من الكائنات الحية. لا تستطيع الفيروسات الحركة، وتنتقل مع الريح أو بسوائل أجسام الحيوان والإنسان.
لكي يتكاثر الفيروس فهو يحتاج إلى عائل. ويشتبك الفيروس بواسطة مستقبلات بالخلية العائلة على أحد منافذ الخلية. في حالة فيروس ذوحمض نووي ينتقل هذا الأخير إلىنواة الخلية العائلة، وأحيانا يشتبك مع حمض الخلية. لبعض الفيروساتمجموع مورثي في شكلحمض نووي ريبي ويسمىفيروس قهقري فيتكون من جزيء الحمض النووي الريبي وجزيئين من الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين، ويشبك هذا الأخير المتكون نفسه بـ "DNA" الخلية العائلة. بدخول الحمض النووي منقوص الأكسجين الخاص بالفيروس إلى نواة الخلية العائلة تتغير برمجة الخلية بحيث تنتج فيروسات، وبهذا يتكاثر الفيروس.
تمتلك الفيروسات بعضا من خواص الكائنات الحية مثل التكاثر وإجراءطفرات تغير من خواصه.
العلم الذي يهتم بدراسة الفيروسات يسمىعلم الفيروسات Virology.
كثير من أنواع الميكروبات مفيدة. فبعضها يشترك في دعمدورة النتروجين فيما يسمى تثبيت النتروجين (تثبيتN2)، وفيتنقية المياه، كما تستخدم أنواع منه في المضافات الغذائية لإنتاج موادا غذائية مثل صناعةالجبنوالزبادي، وصناعةالخل.
كما تستغل تقنية الميكروبات في إنتاجالمضادات الحيوية وفي إنتاج مواد تستغل في الصناعة. كما تجرى حاليا فيأسبانيا بحوث لاستخدام البكتيريا في صناعة بناء المنازل عوضا عن استخدام الأسمنت الذي يحتاج تحضيره إلى طاقة حرارية كبيرة. تتعلق تلك الاختبارات بابتكارملاط يقوم بعمل الأسمنت.
بمجرد ولادة الطفل تبدأ عملية «استعماره» بمختلف البكتيريا وينشأ له مع الوقت مستعمرات بكتيرية خاصة به. ومع تغير أكله ومشربه والأجواء المحيطة به تتكون لها ما يسمىنبيت جرثومي معويونبيت جرثومي جلدي يعيشون جميعا مع الجسم في سلام ووئام.
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 يسمىعلم الأحياء الدقيقة الطبي.وعلم أمراض النبات (فيتوباثولوجي) يهتم من بين دراساته الأخرى بدراسة الجراثيم المسببة لمرض النبات.
ظهرت الميكروبات كأول كائنات حية على الأرض منذ نحو 8-3 مليار سنة، ولم تنشأمتعددة الخلايا إلا قبل نحو 600 مليون سنة فقط في العصرنيوبروتيوزيكم)[بحاجة لمصدر]، كما ظهر الإنسان الحديثHomo sapiens على 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 0 و5% فقط من بين ما يقدر بنحو 2 - 3 مليار نوع موجود منها.
معظم الميكروبات لا تسبب المرض.
تقوم الميكروبات بعمليات كيميائية حيوية ضرورة للحياة على الأرض، وتؤثر علىالمناخ. وتعمل البكتيريا على تكون النسب المناسبة منأكسجينونيتروجين 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، وأنتجت البكتيريا الأكسين تدريجيا عبر العصور فزادت نسبته فنشأت الأحياء الأخرى على الأرض.
تترعرع البكتيريا في أجواء غريبة نوبيئات غريبة جدا، من وجهةدرجة حرارة عالية، أو برودة شديدة أو في الإشعاع أو تحتضغوط عالية، كما يمكنها العيش في الظلام بغير أشعة الشمس.
ومن البكتيريا ما يتحمل البيئات المالحة والحمضية 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 مصدرالجينات جديدة وميكروبات أخرى، يمكن أن يكون لها أهمية في تقنية البيئة (انظر أيضا:تبلمر)،إنتاج الطاقة،تحلل حيوي،معالجة النفايات، المواد 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 وتكاثرها.
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 5-1 كيلوجرام من وزن الإنسان (الخلية البشرية أكبر بكثير من حجم البكتيريا).
جميع الناس لهم تقريبا نفس أنواع البكتيريا فيالأمعاء وفيالفموالأنف وعلىالجلد. ويعيش على جلد الإنسان ميكروبات بمعدل 100 - 10,000 ميكروب على كل سنتيمتر مربع. وفي الأمعاء تتكون جرثومات معوية تنتجفيتامينات مثلبيوتين، وفيتامين K،وحمضالفوليك (نوع من فيتامين بي)، وتعمل على تحسين مناعة الجسم وتمنع انتشار جراثيم ضارة وفطريات. كما يوجد في البراز نحو 100 مليار من الميكروبات.
.jpg)
.svg){kind=icon}
