Что (кто) считается микробом?
Микробы были названы так потому, что считалось, что их можно увидеть только с помощью микроскопа.
Однако, с точки зрения чисто терминологической, многие грибы являются исключением из этого правила, как и бактерии Epulopiscium. Другой парадокс заключается в том, что и вирус, ширина которого составляет 1/4000 ширины волоса, и хорошо видимая хлебная плесень считаются микроорганизмами. К грибам также относятся такие виды, как медовый гриб, который является самым крупным живым существом на Земле благодаря своим обширным подземным нитевидным сетям, которые могут тянуться на многие километры. Очевидно, что даже в пределах одной и той же группы микроорганизмов существуют большие различия в размерах и образе жизни.
В большинстве вводных курсов по микробиологии упоминаются Антони ван Левенгук и Роберт Гук, члены Лондонского королевского общества, которые увидели и задокументировали первые микроорганизмы. Хотя первые открытия, подобные открытиям Левенгука, были сосредоточены на микробах в человеческом теле, ученые XVIII века быстро осознали, что микробы окружают их, о чем свидетельствуют такие книги, как "Наблюдения в естественной истории, сделанные с помощью микроскопа" и немецкие работы Кристиана Готфрида Эренберга о невидимой жизни в атмосфере. До этого момента эти микроскопические существа описывались в туманных терминах, и проводились параллели с животным миром: Левенгук назвал свои открытия "анималькулами", а Эренберг первым использовал слово "бактерия".
Начиная с 1850-х годов и далее, внедрение микроскопов в дома викторианской эпохи значительно расширило наше понимание микробного разнообразия: описания бактерий, простейших и цилиат в это время встречаются в изобилии. Микроскоп теперь мог открыть скрытые миры для неученых, особенно для женщин и детей викторианской эпохи, и их описания наполнены образами скрытых, фантастических миров с параллелями с феями и мифическими существами. Во второй половине 19 века также появилось слово "микроб", которое образовано от двух греческих слов "mikros" и "bios", означающих "маленькая жизнь".
Научное понимание мира микробов прошло долгий путь за столетия, прошедшие с тех пор, как впервые были обнаружены анималькулы. Их больше не считают маленькими животными, известно, что они являются самыми древними обитателями Земли, и их численность значительно превышает численность человека и других эукариот. По мере расширения знаний о мире микроорганизмов такие слова, как "микроб" или "микроорганизм", по-прежнему используются как общие термины, которые могут относиться к особям из различных групп, таких как бактерии, грибы, вирусы или простейшие.
Микробы представляют все три домена жизни, а также инфекционные частицы, такие как вирусы.
В отличие от бактерий зубного налета, обнаруженных более 300 лет назад, первый вирус был идентифицирован на рубеже 20-го века, а несколько лет спустя появилась возможность визуализации. Это открытие еще больше усугубило сложный образ жизни и историю, которые заключены в слове "микроб". Ученые задавались вопросом, применима ли к вирусам часть слова "микроб" "биос", поскольку им необходим хозяин, чтобы "жить", получать питательные вещества и производить новые вирионы. Однако микробиологов ждал еще один сюрприз - в конце 1970-х годов были открыты археи. Теперь древо жизни показывает, что археи (одноклеточные организмы) имеют поразительное генетическое сходство с эукариотами (многоклеточными организмами), несмотря на то, что по возрасту и физиологии они ближе к бактериям! Например, рибосомные белки и убиквитиновые системы архей поразительно похожи на таковые у эукариот. По мере того, как все больше света проливается на новые таксоны микроорганизмов, появляется все больше отклонений в представлении о стандартном определении микробов.
Одна из причин, по которой трудно дать определение этому и многим другим фундаментальным терминам в микробиологии, заключается в обширной и сложной природе микробного мира. Широту жизни, которую мы не можем видеть, трудно разделить на отдельные категории. По мере открытия все новых и новых видов ученые вынуждены считаться с огромной биологической сложностью этих крошечных существ. От пробуждения глубоководных бактерий, которые находились в спящем состоянии 100 миллионов лет, до открытия бактерий, способных пережить радиацию, которая убила бы человека, микробиологам приходится пересматривать антропоцентрические представления о том, что является "пригодным для жизни" и где существуют границы жизни.
Некоторые биологические открытия также поставили под сомнение само определение жизни. Прионы - это белки, которые не кодируются генами, но обладают врожденной способностью вызывать неправильное сворачивание других белков, что может привести к образованию новых прионов. Однако большинство людей скорее сочтут вирус микробом, чем прионом. Есть некоторые микроскопические существа, которые могут находиться в состоянии покоя - между жизнью и смертью - в течение нескольких лет, например, двустворчатые коловратки. Вирусы, прионы и коловратки, конечно, маленькие или "микро", но они передвигаются по миру совсем иначе, чем бактерии или грибы.
Можно сказать, что слово "микроб" используется для того, чтобы очертить широкие круги вокруг множества различных категорий. Это особенно заметно в журнальных статьях: во многих исследованиях, связанных с секвенированием гена 16S рРНК, делаются выводы о микробах или микробных сообществах, хотя на самом деле речь идет о бактериях. Такие названия могут ввести в заблуждение; называть бактерии "микробными сообществами" - это то же самое, что изучать людей и называть это изучением сообществ животных. Такая терминология также может привести к путанице в понимании различных групп микроорганизмов для новичков в этой области.
Это не просто научный вопрос: слова имеют силу, особенно силу формировать общественное мнение о микробиологии. В то время как пандемия COVID-19 опустошала сообщества по всему миру, слово "микроб" вызывало образы шиповатых белков, масок и мытья рук. Сообщения о здоровье населения могли бы быть более эффективными, если бы специалисты по научному информированию подчеркивали различия между бактериальными и вирусными инфекциями и не представляли микробы как широкую, взаимозаменяемую категорию: антибиотики направлены на бактериальные патогены и неэффективны против вирусных инфекций. Вирусам для размножения необходимо проникнуть в клетки хозяина, в то время как многие бактериальные патогены также могут вызывать инфекции, выделяя токсичные соединения, которые влияют на метаболизм хозяина. Эти факты влияют на стратегии лечения различных типов инфекций.
Добавление конкретики в разговор о микробах также позволяет внести нюансы в понятие "микроб", что может быть особенно полезно для вводного курса естественных наук. Хотя "микроб" - это широкий зонтичный термин, который полезен для введения новичков в эту область, понимание различий между группами микроорганизмов повышает компетентность в определении роли конкретных подгрупп в здоровье человека и окружающей среды. Роль почвенных микробов в связывании углерода - актуальная тема в климатических исследованиях, но ученые обычно измеряют активность бактерий и грибов, чтобы понять, как почва накапливает углерод.
Определения и названия должны развиваться вместе с нашими постоянно расширяющимися знаниями, что является непростой задачей. "Микроб" - удобный и практичный термин для знакомства новичков с многообразием микробного мира, но профессиональные микробиологи, возможно, захотят спросить себя, что они имеют в виду, когда говорят "микроб": изучали ли они грибковое сообщество? Или бактериальное сообщество? Или фаги, заражающие бактерии? В микробном мире дьявол кроется в деталях.
