Mikrobiologie Definition
Mikrobiologie ist die Lehre von mikroskopischen Organismen wie Bakterien, Pilzen und Protisten. Sie umfasst auch die Untersuchung von Viren, die technisch gesehen nicht als lebende Organismen eingestuft werden, aber genetisches Material enthalten. Die mikrobiologische Forschung umfasst alle Aspekte dieser Mikroorganismen wie ihr Verhalten, ihre Evolution, Ökologie, Biochemie und Physiologie sowie die Pathologie der von ihnen verursachten Krankheiten.
Geschichte der Mikrobiologie
Wissenschaftler beobachteten Mikroorganismen erstmals, als im 17. Anton von Leeuwenhoek war der erste, der Beobachtungen von Bakterien veröffentlichte, die er durch die Betrachtung von Wasser mit einem Mikroskop beobachtete. Im Jahr 1684 wurden seine Zeichnungen von Bakterien in der Zeitschrift Philosophical Transactions der Royal Society of London veröffentlicht; es sind die ersten bekannten Zeichnungen von Bakterien. Er war auch der erste, der Protozoen beschrieb, das sind einzellige Organismen, zu denen auch Amöben gehören, und er beschrieb auch Hefe, einen Pilz, in Bier.
Mikrobiologische Techniken, die im 19. Die Spontanentstehung war der Glaube, dass Lebewesen spontan aus einer Kombination von Zutaten entstanden, die oft auch anorganische Bestandteile enthielten. So glaubte man beispielsweise, dass Mäuse aus verschmutztem Stoff in Kombination mit Weizen entstehen, wenn man die Kombination ruhen lässt. Obwohl Wissenschaftler wie Francesco Redi die spontane Entstehung bereits im 17. Jahrhundert widerlegt hatten, hielt sich der Glaube an diese Theorie bis ins 19. Dies begann sich zu ändern, als Louis Pasteur Experimente mit Mikroorganismen durchführte. Er zeigte, dass Mikroorganismen mit Hilfe von Watte aus der Luft gefiltert werden können, und es gelang ihm auch, Flüssigkeiten über einen längeren Zeitraum steril zu halten, indem er sie in einem Schwanenhalskolben kochte. Zu den weiteren wichtigen Fortschritten des 19. Jahrhunderts gehörten der weit verbreitete Einsatz des zusammengesetzten Mikroskops und die Entwicklung von Färbetechniken, um Mikroorganismen besser sichtbar zu machen. Außerdem erkannte man allmählich, dass Mikroorganismen Krankheiten verursachen können, und führte Experimente zur Immunität durch.
Das 20. Jahrhundert war eine Zeit großer Fortschritte in allen Bereichen der Wissenschaft, einschließlich der Mikrobiologie. Die ersten Impfstoffe und Antibiotika wurden entwickelt, und die ersten Chemotherapeutika wurden zur Behandlung bakterieller Krankheiten wie der Syphilis eingesetzt. Die Desoxyribonukleinsäure (DNS) wurde als genetisches Material der Zelle entdeckt, was das Feld der Genforschung eröffnete und in jüngerer Zeit die Sequenzierung der Genome von Mikroorganismen ermöglichte.
Bereiche der Mikrobiologie
nach Taxonomie
- Bakteriologie: das Studium der Bakterien.
- Immunologie: das Studium des Immunsystems. Sie befasst sich mit den Beziehungen zwischen Krankheitserregern wie Bakterien und Viren und ihren Wirten.
- Mykologie: die Lehre von Pilzen, wie Hefen und Schimmelpilzen.
- Nematologie: die Lehre von Nematoden (Fadenwürmern).
- Parasitologie: die Lehre von Parasiten. Nicht alle Parasiten sind Mikroorganismen, aber viele sind es. Protozoen und Bakterien können Parasiten sein; das Studium der bakteriellen Parasiten wird normalerweise als Teil der Bakteriologie kategorisiert.
- Phykologie: das Studium der Algen.
- Protozoologie: das Studium der Protozoen, einzellige Organismen wie Amöben.
- Virologie: das Studium der Viren.
Nach Art der Forschung
Die mikrobiologische Forschung kann wie andere wissenschaftliche Forschungsbereiche in die Kategorien reine und angewandte Forschung unterteilt werden. Die reine (oder Grundlagen-)Forschung ist explorativ und wird durchgeführt, um ein wissenschaftliches Phänomen besser zu verstehen, während die angewandte Forschung auf Informationen basiert, die aus der reinen Forschung gewonnen wurden und zur Beantwortung spezifischer Fragen oder zur Lösung von Problemen verwendet werden.
Die reine mikrobiologische Forschung umfasst:
- Astromikrobiologie: die Untersuchung des Ursprungs des Lebens auf der Erde und die Suche nach außerirdischem Leben.
- Evolutionsmikrobiologie: die Evolution der Mikroorganismen.
- Zelluläre Mikrobiologie: die Untersuchung der Struktur und Funktion von Mikrobenzellen.
- Mikrobielle Ökologie
- Mikrobielle Genetik
- Mikrobielle Physiologie
- Systemmikrobiologie: mathematische/computergestützte Modellierung der Aktivitäten mikrobiologischer Systeme.
Die angewandte mikrobiologische Forschung umfasst:
- Landwirtschaftliche Mikrobiologie: die Untersuchung von Mikroorganismen, die mit Pflanzen und Böden interagieren.
- Lebensmittelmikrobiologie: die Untersuchung von Mikroorganismen, die Lebensmittel verderben oder durch Lebensmittel übertragene Krankheiten verursachen. Sie kann auch untersuchen, wie Mikroorganismen in der Lebensmittelproduktion eingesetzt werden, z. B. bei der Gärung von Bier.
- Medizinische Mikrobiologie: Untersuchung von Mikroorganismen, die für menschliche Krankheiten verantwortlich sind.
- Mikrobielle Biotechnologie: Verwendung von Mikroben in Industrie- oder Verbraucherprodukten.
- Pharmazeutische Mikrobiologie: die Untersuchung von Mikroorganismen, die in pharmazeutischen Produkten wie Impfstoffen und Antibiotika verwendet werden.
Dies ist ein Bild von Bakterienkolonien, die auf einer Agarplatte wachsen.
Karrieren in der Mikrobiologie
Die meisten Stellen in der Mikrobiologie erfordern mindestens einen Bachelor-Abschluss. Wer sich für die Mikrobiologie interessiert, kann einen Bachelor-Abschluss in Biologie oder Mikrobiologie erwerben. Das Kursprogramm ist in beiden Studiengängen sehr ähnlich. Während das Hauptfach Mikrobiologie eher auf die Interessen einer Person zugeschnitten ist, die Mikrobiologie studieren möchte, ist es auch möglich, ein ähnliches Maß an Spezifität im Hauptfach Biologie zu erreichen, indem man Mikrobiologiekurse auf höherem Niveau belegt. Das Hauptfach Biologie kann bevorzugt werden, wenn man sich für andere Teilgebiete der Biologie interessiert oder wenn man ein Doppelstudium in Biologie und einem anderen Fach absolviert. Sowohl im Hauptfach Mikrobiologie als auch im Hauptfach Biologie müssen die Studierenden zahlreiche Biologiekurse und -labors belegen, und in der Regel müssen sie auch Kurse in Chemie (einschließlich organischer Chemie), Physik, Mathematik und Statistik belegen.
Mit einem Bachelor-Abschluss kann man als Forschungstechniker in einem akademischen oder industriellen Labor tätig werden und technische Unterstützung leisten. Man kann auch als Qualitätssicherungs-Techniker in der Lebensmittel-, Umwelt-, Pharma- oder Biotechnologie-Industrie arbeiten oder mit einer Zusatzausbildung zum Medizintechniker werden. Viele Personen mit einem Bachelor-Abschluss in Mikrobiologie oder Biologie absolvieren jedoch eine weiterführende Ausbildung. Mit einem Master-Abschluss in Mikrobiologie kann man sich zum Laborleiter/-koordinator oder zum Beauftragten für biologische Sicherheit weiterbilden. Eine weiterführende Ausbildung, die zu einer Promotion führt, eröffnet Möglichkeiten in der Lehre und Forschung an einer Universität. Um Professor zu werden, ist ein Doktortitel erforderlich. Die meisten Leiter von Forschungslabors in der Industrie haben ebenfalls einen Doktortitel. Weitere hochrangige Karrieren in der Mikrobiologie sind die eines Beraters, Verwalters oder Laborleiters.
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