منذ زمن باستير Pasteur،
أراد علماء الأحياء الدقيقة microbiologists معرفة كيف يتفاعل،
يعيش، ويزدهر الميكروب microbe في البيئة environment.
حالياً، علم الأحياء الدقيقة microbiology أقل اهتماماً بميكروب
معين وأكثر اهتماماً بالعملية والآليات التي تربط بين العوامل الميكروبية microbial
agents.
علم البيئة الميكروبي Microbial
Ecology
الطرق التقليدية في علم البيئة الميكروبي تتطلب زراعة كائنات حية من البيئة في
المختبر بحيث يمكن وصفها وتعريفها. ومع ذلك، ما يصل الى 99٪ من الأحياء الدقيقة لا
تنمو جيدا في المختبر (إذا لم يكن على الإطلاق)، وبالتالي لا يمكن دراستها. حالياً،
العديد من علماء الأحياء الدقيقة، مسلحين بالأدوات الوراثية genetic
والجزيئية molecular والتقنية الحيوية biotechnological،
يمكن أن يدرسوا ويصفوا هذه الميكروبات الغير قابلة للزراعة. تنتج هذه
التحقيقات فهم جديد للمجتمعات الميكروبية microbial
communities وتأثيرها على علم بيئة ecology
جميع الكائنات الحية.
حالياً نتعلم أن معظم الميكروبات لا تتصرف ككيانات فردية individual
entities، بل أنها في الطبيعة تعيش في مجتمعات معقدة complex
communities تسمى غشاء حيوي biofilm.
تعمل الميكروبات في الأغشية الحيوية بطريقة مختلفة جدا عن الخلايا الفردية، وعندما
تسبب الأغشية الحيوية مرض معدي infectious disease
يمكن أن يكون من الصعب علاجها. إذا كنت أو أي شخص تعرفه لديه عدوى في الأذن الوسطى
middle ear، فإن السبب هو غشاء حيوي بكتيري bacterial
biofilm. تعدد الأستخدامات المكتشفة في العديد من أنواع البكتيريا والآركيا
يجري تطبيقها على المشاكل التي لديها الإمكانية على إفادة البشرية. المعالجة الحيوية
Bioremediation هي مثال واحد
حيث أنتج فهم علم البيئة الميكروبي نتائج مفيدة (المعالجة الحيوية: استخدام الأحياء الدقيقة
لإزالة أو تطهير المواد السامة toxic materials
في البيئة). تملك الميكروبات الأخرى الإمكانية على حل التأثيرات البيئية الناجمة
عن النفايات السامة toxic wastes، الأسمدة fertilizers،
والمبيدات الحشرية pesticides التي تطلق في
البيئة.
علم
التطور الميكروبي Microbial Evolution
كان تشارلز داروين Charles Darwin – واحد آخر من العلماء الذي جمعوا بين الملاحظة مع "العقل المتأهب"
- هو أول من وصف مبادئ التطور evolution، التي تمثل الأساس لكل من علم الأحياء biology والطب medicine.
مثل جميع أشكال الحياة، تتطور الأحياء الدقيقة.
لأن معظمها لها أوقات جيل generation times
قصيرة نسبيا، فإنها تمثل الأنظمة (النماذج) التجريبية التي يمكن فيها ملاحظة
العمليات التطورية evolutionary processes
مباشرة؛ علم التطور الميكروبي microbial evolution
هو علم تجريبي experimental science.
هذا يجعل من الممكن اليوم "إعادة التاريخ"
وذلك بمتابعة تراكم الأحداث العابرة والمتقلبة والتي تؤدي إلى الحداثة التطورية.
على سبيل المثال، عند النظر في التحديات التي تواجه علم الأحياء الدقيقة microbiology حالياً، الأبحاث الحالية تجمع بين فهم أفضل للتطور فائق السرعة وانتشار
المقاومة للمضادات الحيوية antibiotic
resistance. تساعدنا
أيضا على فهم أفضل لآليات وتطور الأمراض المعدية الناشئة emerging
infectious diseases.
اعتقد الباحثون سابقاً أنهم لن يكونوا قادرين على العمل على
التاريخ التطوري evolutionary history للميكروبات microbes.
حالياً، بفضل توافر الجينومات المتسلسلة sequenced
genomes لمجموعات من الميكروبات المرتبطة وغير المرتبطة، وطرق تحليلية
جديدة، يبني الباحثين شجرة العائلة family tree
والتي توضح بشكل أكثر وضوحاً العلاقات التطورية evolutionary
relationships. بعد ذلك، من خلال مقارنة الجينومات من أحياء دقيقة
مختلفة، فإنهم يمكن أن يفهموا على نحو أفضل لماذا هناك الكثير من السلالات strains
من أنواع بكتيرية معينة، وكيف تطورت هذه السلالات الجديدة. يوفر علم
التطور الميكروبي حالياً الوسائل لفهم أكثر دقة ما يحدث في تطور العالم الحقيقي.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق