ميكروب

الكائنات الحية الدقيقة،[1] أو الأحياء الدقيقة، أو المَيْكروبات،[2] أو نُفْطُور،[بحاجة لمصدر] (بالإنجليزية: Microorganism)‏ 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 يسمى علم الأحياء الدقيقة. الكائنات الدقيقة تشمل البكتيريا والفطريات والطحالب والأولية ولكنها لا تشمل الفيروسات. 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 الحياة». الفيروسات تتكون من نواة بها كروموسومات ولا يغطيها سيتوبلازم 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 الحيوي بلا توقف.

تعيش معظم الميكروبات كأحياء دقيقة منفردة في كل مكان على سطح الأرض حيث يوجد الماء بصورة سائلة. وهذا يشمل أيضا الفوهات 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 تساعد الجسم على هضم الطعام والاستفادة منه. كما يغطي بعضها جلد الإنسان ويقاوم كائنات أخرى ضارة للإنسان ويمنعها من النفوذ إلى داخل الجسم. كما أن البعض منها له القدرة على تثبيت النيتروجين؛ فهي مهمة بالنسبة لدورة النيتروجين. ومن وجهة أخرى فبعض أنواعها يسبب المرض حيث يهاجم الكائنات الحية الأخرى وقد يصيب الإنسان ويؤدي لوفاة الملايين من الناس كل عام.

ينطبق تعبير البكتيريا على جميع الكائنات الدقيقة تكون مكونة غالبا من خلية واحدة ليس لها نواة حقيقية وتنتمي بذلك إلى بدائيات النوى. وينتمي إليها أيضا البكتيريا القديمة.

البكتيريا باعتبارها من بدائيات النوى لها دنا حرّ في سيتوبلازم الخلية وليس معزولا داخل نواة يفصلها غشاءان عن السيتوبلازم، كما هو الحال في حقيقيات 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. (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 في ناميبيا. يصل قطر لؤلؤة الكبريت هذه ثلاثة أرباع المليمتر، ويمكن رؤيتها بالعين المجردة.

يسمى العلم الذي يهتم ببحوث البكتيريا علم الجراثيم.

تكون البكتيريا القديمة Archaea أحد الثلاثة نطاقات حيوية التي تصنف جميع الأحياء. وكانت تعدّ في الماضي بكتيريا ولكنها تختلف على البكتيريا في أمور عديدة، مثل توازن بين البنيات الغشائية وأغلفة الخلايا، وأنظمة النسخ الوراثي وأنظمة الترجمة الوراثية.

ينتمي إلى البكتيريا القديمة:

60 °C. توجد تلك البكتيريا القديمة في الفوهات المائية الحرارية الموجودة في قيعان المحيطات.

الفطريات من حقيقيات النوى وتوجد في خميرة الخبز كخلايا منفردة وتوجد أيضا في خلايا متعددة مثلما في الغزل الفطري.(توجد منطقة قرب أوريغون 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 أو تكاثر لاجنسي عن طريق بوغ أو التكاثر الخضري عن طريق انقسام متساو، ويمكنها العيش لمدة طويلة جدا.

تتغذى الفطريات عن طريق كائنات أخرى فهي تعدّ كائن غيري التغذية heterotroph. وتتم تغذيتها بإخراجها إنزيمات حولها لتحليل الكائنات العشبية والمغذيات وتمتص بذلك في خلاياها موادا متبلمرة غذائية تذوب في الماء.

تختلف الفطريات عن النبات بكونها لا تجري التمثيل الضوئي وهي تنمو عن طريق التغذي بكائنات ومواد أخرى، كما يوجد في اغلبها مادة كيتين الذي يتواجد في أغلفة خلاياها.

كانت بعض «الفطريات التحتية» مثل الفطر الغروي وأشبه الفطريات الطلائعيات والطلائعيات البيضية تعدّ في الماضي من الفطريات، أما حاليا فهي ليست من الفطريات.

العلم الذي يهتم بدراسة الفطريات يسمى علم الفطريات.

تصنف «الطحالب» بصفة عامة على أنها كائنات من حقيقيات النوى تعيش في الماء، وتزاول التمثيل الضوئي ولكنها لا تنتمي إلى النباتات، وتسمى بالتالي طلائعيات.

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 استغلال ثاني أكسيد الكربون.

الدراسة التي تهتم بالطحالب تسمى علم الطحالب Phykology.

الأوليات Protozoen ومفردها أولي Protozoon من الكائنات الاصلية كانت تعدّ من الجيوان بسبب كونها كائن غيري التغذية وبسبب حركتها، ليس لها غشاء خلوي ولكنها على عكس البكتيريا فلها نواة خلية، وهي بناء على ذلك من حقيقيات النوى.

تعود التسمية «بروتوزون» إلى عالم الأحياء الألماني «جيورج جولدفوس» في عام 1818. وكان ان تم تصنيفها مع حقيقيات النوى الوحيدة الخلية في فصيلة الطلائعيات. ولكننا نعرف اليوم أنه يجب التفرقة بين الأوليات والطلائعيات.

كان التصنيف الابتدائي الذي يجمع بين الطحالب والأميبا وأوليات هدبية Ciliate أو خلايا سوطية Flagellate مبني على المظهر الخارجي ولم يكن معتمدا على القرابة والتفرع الحيوي. من نحو 40.000 من أنواع الأوليات (بروتوزون) نحو 8,000 من الطفيليات، ومن ضمنهم نحو 70 من الطفيليات التي تتطفل على الإنسان.

40 نوع من الأوليات قد تتسبب في نقل العدوى ومرض الإنسان.

لا تقوم الفيروسات بتمثيل غذائي وهي لا 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 رسبتورن بالخلية العائلة على أحد منافذ الخلية. في حالة فيروس ذو دي أن إيه ينتقل دنا الفيروس إلى نواة الخلية العائلة، واحيانا يشتبك مع دنا الخلية. وبعض الفيروسات له رنا-جينوم ويسمى فيروس قهقري فيتكون من جزيء الرنا جزيئا من الدنا، ويشبك هذا الدنا المتكون نفسه ب "DNA" الخلية العائلة. بدخول دنا الفيروس إلى نواة الخلية العائلة يتغير برمجة الخلية بحيث تنتج فيروسات، وبهذا يتكاثر الفيروس.

تمتلك الفيروسات بعضا من خواص الكائنات الحية مثل التكاثر وإجراء طفرات تغير من خواصه.

العلم الذي يهتم بدراسة الفيروسات يسمى علم الفيروسات Virology.

كثير من أنواع الميكروبات مفيد. فبعضها يشترك في دعم دورة النتروجين فيما يسمى تثبيت النتروجين (تثبيت N2)، وفي تنقية المياه، كما تستخدم أنواع منه في المصنوعات الغذائية لإنتاج موادا غذائية مثل صناعة الجبن والزبادي، وصناعة الخل.

كما تستغل تقنية الميكروبات في إنتاج المضادات الحيوية وفي أنتاج مواد تستغل في الصناعة. كما تجرى حاليا في أسبانيا بحوث لاستخدام البكتيريا في صناعة بناء المنازل عوضا عن استخدام الأسمنت الذي يحتاج تحضيره إلى طاقة حرارية كبيرة. تتعلق تلك الاختبارات بابتكار ملاط يقوم بعمل الأسمنت مع استخدام قليل من 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 يسمى نبيت جرثومي معوي ونبيت 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 يسمى علم الأحياء الدقيقة الطبي. وعلم أمراض النبات (فيتوباثولوجي) يهتم من بين دراساته الأخرى بدراسة الجراثيم المسببة لمرض النبات.

صورة لبكتريا السلمونيلا (أحمر) مع خلايا إنسانية، بمجهر إلكتروني ماسح
أميبا Thecamoeba، وهي توجد بكثرة في المزارع وأراضي الغابات.
Colpoda inflata (من الأوليات التي توجد في التربة.
توضيح فيروس HI