Knjiga: Biologija mikroorganizama (Brock) - Jedna od najboljih knjiga o najstarijim, najmanjim i dan danas najrasprostranjenijim bićima na planeti

Još su stari Egipćani u 4. veku pre nove ere, primetili da se zarazne bolesti prenose sa bolesnih na zdrave osobe, ali nisu imali načina da saznaju šta ih i kako prenosi. Dugo nakon njih mnogi ljudi su verovali da bolesti prenosi sotona uz pomoć "mračnih sila". Tek 1546. godine Girolamo Fracastoro je pretpostavio da bolesti mogu biti rezulat organizama koji nisu vidljivi golim okom. Na taj način su prva znanja koja je Homo sapiens počeo sticati o mikroorganizmima otpočela upravo sa proučavanjem nekih zaraznih bolesti, što je i normalno, jer za njega su bolesti i bile najvažnije. Bolesti izazvane mikroorganizmima su bile od velikog značaja pogotovo u nekoliko navrata, na primer pad Rimskog Carstva, a zatim i doseljavanje Evropljana i njihovo osvajanje američkog kontinenta nakon njegovog otkrića. Takodje, doba kuge (Crna Smrt), bio je period jedne od najrazornijih pandemija u istoriji čovečanstva. Tokom haranja Evropom 1351. godine, odnela je sa sobom 1/3 ukupne populacije. Takodje, pored istraživanja bolesti, ljudi su kroz istoriju uočavali i koristili razne pojave u prirodi za koje su pored ostalog zaslužne i mnoge vrste mikroorganizma: fermentacije, truljenja, itd. Danas, jedna od najvećih bitaka koje moderna nauke vodi je sa virusom HIV-a, a grana biologije koja se bavi mikroorganizmima - i koja i dan danas ima ključnu ulogu u opstanku i evoluciji ljudskog društva na Zemlji - naziva se mikrobiologija (od grčkog mikron - mali i biologos - nauka o životu).

Knjiga koja je pred vama je jedna od najboljih i najsveobuhvatnijih knjiga iz te oblasti. Poznata na stranim univerzitetima kao "Brock Biology of microorganisms". Ova knjiga je rezultat viševekovnog rada istraživača na polju mikrobiologije. Nakon 42 godine od svog prvog izdanja (1970. god) knjiga je doživela brojne izmene, revizije i dopune u skladu sa novim naučnim otkrićima i saznanjima.

Preuzmi knjigu, 1152 stranice

Poslednje 13. izdanje, na 1152 stranice materijala obuhvata neverovatnu količinu znanja koje je izuzetno dobro organizovano i jednostavno razumljivo. Poseduje obilje sjajnih fotografija, grafikona i dijagrama, tone primera iz realnog sveta i opisa vrsta bakterija i njihovih efekata po ljudsko zdravlje. Jednom rečju, knjiga - čije bi barem elektronsko izdanje - trebao da poseduje svaki biolog, mikrobiolog, bakteriolog, student ili profesionalac.

Kao i u prethodnim izdanjima, koncept knjige je jednostavan. Ukupno 12 poglavlja podeljeno je po grupama. Prvih 6 poglavlja uglavnom se fokusira samo na mikroorganizme (njihovu evoluciju, genetiku, podele, molekularnu biologiju ćelije, metabiličke procese, razmnožavanje, itd) dok drugih 6 uključuje i životinje i ljude u obzir. Ove dve glavne grupe poglavlja odlično su povezane 6. poglavljem pod nazivom - ekologija mikroba. Jedna od najvažnijih karakteristika svakog izdanja ove knjige je bila njena čitljivost. Svako poglavlje je podeljeno u kratke delove od po nekoliko stranica, i dalje podeljeno u stavovima sa naslovima. Knjiga svakako prevazilazi znanje jednog udžbenika jer povremeno zalazi i u sintetičke ćelije, fernetaciju kvasca, proces varenja, svinjski grip i slično. Svaka od ovih tema je objašnjena kao sporedna i zanimljiva i na taj način izdvojena od udžbeničkog dela..

Kratak pregled evolucije mikoorganizama

Najstariji fosili ćelija koje danas imamo se datiraju izmedju 3,8 i 3,9 milijardi godina. Ovi organizmi su isključivo bili mikroorganizmi. U stvari, mikroorganizmi su bili jedini život na Zemlji tokom većeg dela njene istorije. Postepeno i tokom ogromnih vremenskih perioda, pojavljivali su se složeniji organizmi. Kao što se vidi na slici, atmosfera u prvih 2 milijarde godina nije sadržavala slobodni kiseonik (O2). Umesto njega bili su prisutni azot (N2), ugljen-dioksid (CO2), kao i nekoliko drugih gasova. Samo mikroorganizmi sposobni za anaerobni metabolizam (metabolizam bez upotrebe kiseonika) su mogli opstajati u takvim uslovima.

Fosil bakterije, star oko 3,5 milijarde godina a koji je pronadjen u zapadnoj Australiji se smatra za
jednog od najdaljih zajedničkih predaka svih živih bića. Tragovi ugljenika jasno ukazuju da je živo
biće imalo oblik sličan današnjoj bakteriji Filamentous Cyanobacteria.
[Izvor: Berkely  Museum of Paleontology]

Još tada se pojavljuju praćelije nalik na današnje prokariote. Ti prvi organizmi su bili hemoautotrofni, to jest koristili su ugljen-dioksid (CO2) kao izvor ugljenika i neorganske materijale kako bi dobijali energiju. Kasnije prokariote evoluiraju u organizme sposobne za obavljanje glikolize, to jest niza hemijskih reakcija koje oslobadjaju energiju iz organskih molekula kao što je glukoza (najrasprostranjeniji monosaharid u biljnom i životinjskome tkivu, takodje, zanimljivo je da se molekuli ATP-a koje glikoliza stvara kao kratkotrajnu energetsku valutu koriste u skoro svim organizmima i do dan danas). To je otprilike i doba u kome dolazi i do razdvajanja filogenetskog stabla na bakterije i arheje (LUCA). Prokariote su i dan danas najrasprostranjeniji organizmi na planeti. Broj prokariota koji u ovom trenutku živi na Zemlji procenjuje se na oko 5 miliona triliona triliona, to jest 5 × 10³⁰ , što čini oko polovinu ukupne biomase na planeti.

Hronologija evolucije mikroorganizama i raspored
najvažnijih dogadjaja tokom istorije života na Zemlji

Pre oko 3,5 milijarde godina pojavljuju se bakterije koje razvijaju primitivne oblike fotosinteze (anoxygenic photosynthesis) koje na početku ne stvaraju kiseonik, ali zato ovi organizmi stvaraju ATP koristeći protonski gradijent, još jedan mehanizam koji je i dan danas prisutan u skoro svim organizmima. Na oko 3 milijarde godina ovi organizmi evoluiraju u fotosinteske cijanobakterije; koje su kasnije potpuno izmenile atmosferu zemlje. One koriste vodu kao reduktant, te stvaraju kiseonik kao sporedni proizvod. Nivo kiseonika nakon toga počinje da raste u atmosferi, delujući kao otrov za mnoge bakterije. Nakon toga, pre oko 2,6 milijardi godina, pojavljuju se bakterije koje su evolucijom stekle sposobnost da efikasnije koriste kiseonik kako bi dobijale energiju iz organskih molekula poput glukoze. Gotovo svi organizmi koji koriste kiseonik se služe istim nizom reakcija - ciklusom limunske kiseline i oksidativnom fosforilacijom.

Pojava kiseonika u atmosferi omogućila je i evoluciju eukariota koje se pojavljuju pre otprilike 2,1 milijardi godina. Prvo kao složenije ćelije koje sadrže razne organele. Većina organela (npr mitohondrije i hloroplasti) su nastale od simbiotskih bakterija. Mitohondriji, koji koriste kiseonik kako bi izvukli energiju iz organskih molekula. Hloroplasti, koji preuzimaju energiju iz svetla te sintetišu organske molekule su nastali iz cijanobakterija i njima sličnih organizama.

O autorima

Iako su za zvanične autore knjige navedena imena Michael T. Madigan, John M. Martinko, David A. Stahl i David P. Clark, istina je da je na knjizi radilo preko 40 drugih saradnika i naučnih radnika. Vredi napomenuti da Brok takodje pokriva i druge naučne oblasti koje se odnose na ili preklapaju sa mikrobiologijom, kao što su imunologija i virusologija. Naravno, očigledno je da se ne može očekivati ista dubina i detalji koji se recimo mogu naći u specijalizovanim knjigama kao što je Janeway’s Immunobiology ili u stručnim knjigama za virusologiju kao što je recimo Fields Virology. Medjutim, ono što Brok ima da ponudi je mnogo više od običnog "bacanja pogleda preko ograde". Najnovije izdanje ima čak posebno poglavlje za imunologiju koje pruža odličan uvod u odbrambene mehanizme domaćine i ostale teme.