اولاً :
للاحياء الدقيقة الفضل في تطوير معلومات الانسان في مجالات علوم المناعة الوراثية والكيمياء الحيوية والهندسة الوراثية والطب وحفظ الاغذية والدراسات البيئية والعديد من المجالات الاخري مثل مجال الحرب الحيوية (البيولوجية ) او حرب الجراثيم.
دور الاحياء الدقيقة في :-
اكمال دورات العناصر المختلفة في الطبيعة :-
الحالة الكيميائية الراهنة للعناصر المختلفة علي سطح الارض جاءت نتيجة مباشرة نشاط الاحياء المختلفة. كانت الغازات في الغلاف الجوي المحيط بالارض مختزلة الي درجة كبيرة فالنيتروجين ( N) كان موجودا في صورة امونيا (NH ) والاوكسجين (O ) كان موجودا في صورة ماء (H O ) والكربون (C ) في صورة ميثان (CH ) ثم تاكسدة كميات كبيرة في هذة العناصر بمرور الوقت ولذلك توجد الان في صورة غازات نيتروجين ( N ) واوكسجين ( O ) وثاني اكسيد الكربون (CO ) والكمية الموجودة في هذة المركبات الان تمثل في الحقيقة محصلة الاتزان بين الناتج في هذة المواد والمستهلك منها بواسطة الانظمة الطبيعية والحيوية المختلفة … وهذا التغيير بين الحالة المؤكسدة والمختزلة للمواد يحدث في جميع ارجاء الارض حيثما وجدت كائنات حية . وتسمي جميع الاماكن المحتوية علي الاحياء بالوحدة الحياتية .
الخطوات المختلفة لاعادة استخدام العناصر بصفة دورية نشاط الاحياء المختلفة .
ويمكن تلخيص طبيعة التغيرات الدورية في الغلاف الحياتي كما يلي :-
يتحول ثاني اوكسيد الكربون ( CO) ومركبات معدنية اخري تسني في البيئة الي مركبات عضوية بواسطة عملية التمثيل الضوئي للاحياء المحتوية علي كلوروفيل وخاصة لمجموعتين في الاحياء اولها هي النباتات الزهرية علي اليابسة والثانية هي الاحياء المائية التي تحتوي علي كلوروفيل كالطحالب ووحيدة الخلية مثل الدياتومات والسوطيات .
* يطلق علي الاحياء الممثلة للضوء اسم المنتج الاساسي PRIMARY PPRODUCERS) ) نظرا لانها تقوم بتثبيت الطاقة الضوئية وانتاج الغذاء لسائرالاحياء الاخري مباشرة او غير مباشرة .
* ويطلق علي الحيوانات اكلة العشب والطحالب اسم المستهلك الاول PRIMARY CONSUNER HERBIROR) )
وثد تصبح كائنات مجموعة المستهلك الاولي نفسها طعاما الي احياء اخري مثل اكلات اللحوم CARNIVOROUS ) ) ولذلك تسمي اكلات اللحوم باسم المستهلك الثاني ( SECONDARY CONSUMER ) وتمثل مجموعة كائنات المستهلك الثاني طعام الي احياء اخري مكونة بذلك سلسة من المستهلكين تعرف باسم سلسلة الغذاء ( FOOD CHAIN ) .
والعناصر المعدية التي تم تثنيتها مع ثاني اكسيد الكربون الي مواد عضوية لا يمكن اعادة استخدامها ثانية الا بعد اعادة تحويلها ثانية للصورة غير العضوية ، وتسمي هذة العملية باسم المعدنة ( MINERALIZATION) وفي هذة الخطوة يتم تحويل اجسام النباتات والحيوانات وفضللاتها الي مكوناتها الاساسية بواسطة الاحياء الدقيقة وبصفة خاصة فطريات البكتريا . قد قدر ان 90% من عملية المعدنة ( تحويل المواد العضوية الي ثاني اكسيد الكربون + املاح معدنية ) علي سطح الارض يتم بواسطة هاتين المجموعتين في الاحياء الدقيقة ( البكتريا والفطريات ) .
* مشاركة الاحياء الدقيقة في معدنة هذة النسبة العالية في المواد العضوية:-
1) قدرتها العالية للتمثيل الغزائي نسبة لارتفاع نسبة سطحها الي حجمها.
2) كتلتها الحيوية : اذ تحتوي كل جرام من التربة المنخفضة علي نحو (100مليون ) من الخلايا البكترية الحية يتراوح حجم الواحدة منها بين (1-3) ميكرومتر مكعب .
3) تتكاثر بعض الاحياء الدقيقة بسرعات كبيرة جدا عندما تتاح لها الظروف المناسبة للنمو فبعض انواع البكتريا قد تنقسم خلاياها فيظروف مناسبة مرة كل عشرة دقائق .
4) تؤدي النشاطات المختلفة للاحياء الدقيقة مجتمعة الي تحليل اي مادة عضوية في الطبيعة ( باستثناء عدد قليل جدا من المواد كالبلاستيك ) .
* دورات العناصر:-
1) دورة الفسفور :
دورة الفسفور هي ابسط دورات العناصر في الطبيعة في الوجة الكيميائية فالفسفور يوجد في الاحياء برقم تاكسد واحد هو (+5) سواء اكان ذلك في صورة املاح الفوسفات او في صورة فوسفات .
2)دورة الاحياء الدقيقة في تخزين الكربون في صورة غير عضوية :-
معظم الكربون المترسب في صورة محور كليتة يدخل دورة الكربون ثانية خلال عمليات التعرية الحيوية كما تزوب كربونات الكالسيوم بتغيير درجة تركيز ايون الايدروجين ( PH ) وتحدث التغيرات في رقم ال( PH ) بواسطة العديد من الاحياء الدقيقة فالاحياء الدقيقة التي تنتج الاحماض اثناء عملية التازت (النترتة) ( NITRIFICATION ) واكسدة الكبريت ( SULFUR OXIDIZING) وكذلك بعض التخمرات الاخري كلها تؤدي الي خفض رقم ( PH ) مما يؤدي الي اذابة الصخور الكلية وادخال ثاني اكسيد الكربون مرة ثانية في دورة الكربون .
3) دورة النايتروجين :
كل الحيوانات والنباتات وعدد كبير جدا من الاحياء الدقيقة تعتمد في احتياجها من النايتروجين علي نايتروجين مرتبط او نايتروجين سبق تثبيتة فمصدر النايتروجين كثيرا ما يصبخ عاملا محددا لنمو الاحياء وازدهارها .
أ) تثبيت النايتروجين : تقوم المجموعة الاولي في البكتريا لتثبيت النايتروجين وهي حرة المعتبة ويسمي غير التعاوني وفي امثلتها البكتريا الخضراء المزرقة انانيا ونوستك .
ب) اكسدة كبريتوز الايدروجين والكبريت : ينتج كبريتوز الايدروجين في الطبيعة كنتيجة تحلل للمركبات العضوية المحتوية علي كبريت او كنتيجة لاختزال الكبريتات .
* دورة الاحياء الدقيقة في خصوبة التربة :-
تستطتطيع بعض الاحياء الدقيقة زيادة خصوبة التربة بزيادة البثروجين المرتبط قبل البكتريا المثبته للنتروجين او بكتريا النترته (التي تؤدي الي تحويل الامونيا الي نترات) فان بعض البكتريا تزيد خصوبة التربة نتيجة تحليل خواص تلك التربة فاذا كانت التربة قلوية الخواص فانه يعتمد الي اضافة الكبريت بهدف تشجع نمو البكتريا التي تقوم علي اكسدة الكبريت لانتاج غازات ثاني اكسيد الكبريت وثالث اكسيد الكبريت ذات الصفات الحمضية التي تحمل صفات التربة وتزيد خصوبتها كما ان الارض الحمضيه كثيرا تروي بمحاليل مخففه من الامونيا بهدف زيادة محتوي الارض من النترات بعض البكتريا البنتروزوما ناس والنيترو ياكتر ويمكن الرجوع الي الجزء اولا لمعرفة المزيد من المعلومات في هذا المصدر وبالعكس من ذلك فان تشجيع نمو البكتريا التي تؤدي الي اختزال النيترات يؤدي الي فقد في خصوبة التربة .
ثانياَ :
دور الاحياء الدقيقة قبل تكوين الوقود الحضري:-
تتراكم الاحماض العضوية في الاراضي العضوية المغمورة بالماء تتمه اشهلالت الاوكسجين بواسطة ميكروبات التربة الهوائية فيشجع تلك نمو الميكروبات اللاهوائيه التي تنتج الاحماض العضوية مما يؤدي الي تراكم الدبال (HUMUS ) وتسمي هذه الظاهرة باسم( BEATBOGS ).
ولكن خواص زيت البترول تجعله من المحتمل ان يكون من مواد عضويه كما ياتي:
أ) الترسبات البتروليه غنيه بالبكتريا اللاهوائيه وبخاصة البكتريا المختزلة من الكبريتات.
ب) يمكن الكشف في البترول الخام عن مركبات تسمي البورفيرنيات.
ت) ان بعض المواد الكربونيه في البترول تكون نشطة ضوئيا لما يدل انها نشات من انظمة بيولوجيه.
ثالثاً :
دور الاحياء الدقيقه في التخلص من فضلات المجارى وفضلات المصانع:-
نتيجة لزيادة تركيزات السكان في المدن ويمثل التخلص من الفضلات المستهلكة خاصة وقد كان ذلك يسيرا في الماضي عندما كان اعداد السكان اقل من ما هي عليه الان واليونانيون يبنون دورات المياة وحماماتهم فوق المياة الجارية اوقريبا نها في العصور الوسطي خصصت زواية مهجورة تستخدم كدورات مياة وكانت علي القمامة تلقي في الشوارع .
ثم استخدمت فضلات المجاري لدي بعض الزراعات لاحتوائيها علي نسبه مرتفعة من المواد العضويه ولكن لاسباب تستدعيها الصحة العامة للناس والمحافظة علي البيئة ولامكانية اعادة استعمال المياه اصبح من الممكن استنباط وتطوير طرق صحية لمعالجة مياه المجارى والاستفادة من الفضلات… وقد صممت مصانع لمعالجة المجاري بحيث تستفد من قدرة الاحياء الدقيقة في معرفة المواد العضوية الموجودة في المجاري والاستفادة من هذة الفضلات وانتاج غاز الوقود ( الميثان ) وتنقية المياة بالطرق المناسبة .
خامسا :
دور الاحياء الدقيقة في التخلص من فضلات البترول والهيدروكربونات :-
تقوم ناقلات البترول الضخمة بغسيل مستودعاتها بمياة المحيطات والبحار احيانا مسببة تلوث تلك المياة بالمواد البترولية المختلفة وهذة المخلفات البترولية يسهل معزبتها بالاحياء الدقيقة في زمن قصير نسبيا . وهذة المكونات تتم بواسطة احياء دقيقة هوائية اجبارية بما يسبب نقص تركيز الاوكسجين في المياة مما يشكل خطورة علي الحياة البحرية .
حدثة كارثة هائل من ذلك النوع في ربيع عام 1967 ميلادية عندما تحطمت ناقلة بترول ضخمة تسمي (كانيون) ( TORREY CANYON ) علي شاطء انجلترا بالجنوب الغربي وسكبت الاف الاطنان من البترول في البحر لتلوث بذلك شواطيء انجلترا وفرنسا . فالمختصين استخدموا المنظفات لعلاج طارئ لتنظيف الشواطئ . فالمطهرات تؤخر او تثبط عمل الاحياء الدقيقة .
سادساً :
دور الاحياء الدقيقة في الاستفادة من الفضلات الزراعية وفلات القمامة:-
تنبت النباتات كمية كبيرة من الطاقة الضوئية وثاني اكسيد الكربون في صورة كيميائية مخزنة في المادة العضوية لجسم النبات .
كما يشكل تراكم القمامة مشكلة بيئية كبيرة بالنسبة للمدن المزدحمة بالسكان ، وكثيرا ما يتم تجميع هذة القمامة في اماكن خارج المدن ويتم حرقها ويمكن الاستفادة من المادة العضوية عن طريق تحويل المادة العضوية بها بواسط الاحياء الدقيقة .
* دور الاحياء الدقيقة في الصناعات الغذائية وتلف الاغذية :
استخدمة الاحياء الدقيقة في صناعات الاغذية ومنتجات الالبان فستعملت بكتريا حمض اللاكتيك في انتاج الاليات المتخرة (كالالبان-اللبنة-الروب) والجبن والزبد والقشطة بهدف اكساب تلك المنتجات طعما مرغوبا وزيادة مدة بقائها دون تلف لفترات زمنية اطول ، وتقوم بكتريا حمض اللاكتيك LACTOBACILLI)) تحويل سكر اللبن ( اللاكتوز LACTOSE ) حمض اللاكتيك ( LACTICACID) والذي يعزي اليه زيادة مدي حفظ تلك المنتجات واكسابها طعما حمضيا .
وفي الحرب العالمية الاولي استخدمت الفطريات لدعم اغذية سكان المناطق الفقيرة بالبروتينات والفيتمينات وكذلك تستخدم في اوقات الطوارئ كالحروب.
*دور الاحياء الدقيقة في الصناعات الكيميائية والدورانية :-
استعملت الاحياء الدقيقة في الصناعات الكيميائية بصفة رئيسية في تحضير المواد التي يشتق علي الكيميائيين تحضيرها علي نطاق صناعي لسبب او اخر وحمض النتريك (CITRIC ACID ) وهو يستخدم بكثرة في الصناعة المشروبات الغازية كثير من الاغذة الاخري مادة حمضية التحضير الكيميائي .
فحمض الجلوكونيك وهو يستخدم في الطب لتزويد المرضي بالكالسيوم ويسهل تحضيرة بتنمية بكتريا ايستويا كترسياوكسيدانس علي الجزور.
* المضاضات الحيوية :
اكتشف الكسندر فلمنج عام 1929 اول مضاض حيوي صدفة عندما لاحظ ان نمو بعض مشعرات فطرية ملوثة علي اطباق تحتوي علي مزارع بكتريا ادت للي منع نمو البكتريا في مناطق معينة حول مستعمرات الفطر . وتبين بعد ذلك ان هذا الفطر ينتج مادة كيميائية مضاد حيوي يمنع البكتريا من النمو في مناطق تواجدة . واستفيد من ذلك في استخلاص المضاضات من الفطريات ( FUNGI) والبكتريا المعروفة باسم الاكتيومايسيتات(ACTINOMUCETES ) مثل البكتريا التابعة لجنس استرثيومايسس ( STRETOMYCES ) .
*وامثلة الي المضاضات :
أ) المضاضات الحيوية بيتا -لاكتنام .
ب) الجلكوزيدات الامينية ( AMINOG LYCOSIDES).
ت)البولينات ( POLYENES).
ث)مضاضات حيوية اخري مثل الجريزيوفلفيسي (والمضاض لمسببات امراض النبات مثل امراض الصدا او البياض الزغبي وقد استعملت لمكافحة امراض النبات )
اللقاح:-
اللقاحات هي الاحياء الدقيقة الممرضة بعد قتلها او اضعافها الي درجة لا يمكن معها احداث المرض. وعند حقن هذه الفاكسينات في الجسم فانها لاتحدث المرض ولكنها تنشط الجيم لانتاج الاجسام المضاده( ANTI BODIES) اما المصل ( SERUM) فهو البلازما المتحصل عليها في الدم بعد قتل خلايا الدم منها ويمكن الحصول علي المصل المضاد لمرض معينمن بعض الحيوانات بعد حقنها بسلالات ضعيفة او ميته من الميكروبات المسببه لذلك المرض.
* دور الاحياء الدقيقة في انتاج البروتينات وحيدة الخليه وانتاج البادئات:-
يستخدم لانتاج البروتينات وحيدة الخلية اما المولاص المتبقي من صناعة السكر او فضلات صناعة التعليب والتجميد للاغذية المختلفة . كما يستخدم ايضا فضلات صناعة الورق او بعض مكونات البترول واي مصدر اخر يخص الثمن .
وفي المشاكل التي تجابه استخدام الاحياء الدقيقه كغذاء هو احتياجها لتكنولوجيا متقدمة لاتتوفر لدي الدول الفقيرة .
اما بالنسبه لانتاج البادئات فهي ايضا صناعة هامة تخدم صناعة منتجات الالبان المختلفة وصناعة المشروبات الكحولية الغازيه والغير غازيه .
والهدف من انتاج البادئات هو الحصول علي سلالات نشطة قوية يعتمد عليها في الانتاج بحيث تسود ظروف المزرعة دون السماح للملوثات .
من اكثر البادئات المستخدمة بادئات بكتريا حمض اللاكتيك المختلفة وبادئات حمض الخليك .
كما يتم انتاج بكتريا الرايزوييم بكميات كبيرة لحقنها في التربة لتساعد علي تثبيت النتروجين الجوي بالمعيشة التكافليه مع البقوليات.
*دور الاحياء الدقيقة في مكافحة الافات الزراعيه:-
دور الاحياء الدقيقة في مكافحة الافات الزراعية فقد استخدم الكبريت من قديم الزمان لمقاومة كبيرة في امراض النبات الفطرية.
والمكافحة البيولوجيه لامراض النبات وغيرها من الافات الزراعية بواسطة تشجيع المتعمد للاحياء الدقيقة المقاومة للافات.
*دور الاحياء الدقيقة في انتاج الياف الانسجة:-
تستخدم الاحياء الدقيقة في عملية تعطين لبعض الانسجة النباتية للحصول علي الالياف المستخدمة في صناعة الانسجة.
*دور الاحياء الدقيقة في معاونة الاحياء الاخري:-
تعيش من الاحياء الرافية معيشة حرة كذلك الحال بالنسبة للاحياء الدقيقة . الا ان عدد ليس بالقليل من الاحياء الدقيقة تعيش معيشة تكافلية ( MUTUALISTIC SYMPBIOSES) مع احياء اخري.
وتوجد امثلة للتعاون الاحياء الدقيقة مع غيرها من الاحياء سواء الممثلة للضو او غير الممثلة للضوء وعلي اي حال يمكن تقييم حلات التكافل بصفة عامة الي نوعين .
* دور الاحياء الدقيقة تطوير معارف الانسان:-
ان دور الاحياء الدقيقة في اكتشاف الانزيمات وتطور علم الانزيمات ( EAZYMOLOGY) وعلم الكيمياء الحيوية .
* دور الاحياء الدقيقة في احداث الامراض :-
تسبب الاحياء الدقيقة باقسامها المختلفة امراضا عديدة للانسان وهذا هو الدور السلبي .
ما شاء الله …
موضوع مميز من شخص مميز …
بارك الله فيك
شئ جميل و محتاجين دورة حياة تدربية لمذيد من المعرفه
افادك الله و نفعنا بعلمك
جزاكم الله خيرا
شكرا كتير عالمعلومات الرائعة
مشكــــــــــــــــــــــــــــــــور وبارك الله فيك
انا طالبه محوله نمن تجاره ودحولت هندسه زراعيه ممكن حد يعطينى رايه وطبيعه اقسام هندسه زراعيه وياترى احل من علوم ومجال شغلها ايه ممكن