Началом развития науки о микроорганизмах считается примерно тот период, когда голландский торговец сукном Антони ванн Левенгук изготовив микроскоп, наблюдал и описал мельчайшие существа. Изготовленный им микроскоп давал увеличение в 50–300 раз. Он с интересом изучал микроскопическую структуру растительной и животной клетки, наблюдал мельчайших животных в биологических жидкостях крови и сперме. Объектами его изучения были субстраты естественного и искусственного происхождения, этим он сделал вклад не только в развитие биологии, но и в другие науки. Свои наблюдения А. Левенгук описывал, зарисовывал и отсылал в Английское Королевское общество. Условно этот период в развитии микробиологии считают описательным периодом.

Приблизительно с середины XIX в. начинается физиологический этап развития микробиологии. В этот период французский химик-кристаллограф Луи Пастер и немецкий сельский врач Роберт Кох заложили основы экспериментальной микробиологии и обогатили методологию науки. Тем самым внеся большой вклад в историю развития науки о микроорганизмах. Работы Л. Пастер доказали, то что химические изменения в субстратах являются результатом жизнедеятельности микроорганизмов. Результаты исследований Л. Пастера опровергли теорию самозарождения жизни. Исследовав причины прокисания вина и пива, Л. Пастер предложил тепловую обработку продуктов, которая предохраняла их от порчи. Этот способ получил название «пастеризация» и он на современном этапе развития многих технологий является их основой. Исследуя природу брожения, открыл неизвестный ранее образ жизни – анаэробный метаболизм и показал, что он энергетически менее выгоден. Луи Пастер высказал прогрессивную мысль о том, что микроорганизмы являются причинами некоторых болезней. В дальнейшем исследования микробной природы многих болезней одновременно велись в Париже (институт Л. Пастера) и в Берлине Р. Кохом.

Р. Кохом была доказана бактериальная этиология опаснейшей инфекции сибирской язвы, им были выделены возбудители многих болезней в чистой культуре в том числе и Mycobacterium tuberculosis возбудителя туберкулёза которую в последствии назвали «палочкой Коха». Для доказательства микробной этиологии заболевания Роберт Кох сформировал триаду:

1) в материале получаемого для исследования от больного должен присутствовать микроорганизм;

2) выделенный в чистой культуре, микроб должен вызывать ту же болезнь;

3) при проведении экспериментального заражения, возбудитель должен снова быть выделенным в чистую культуру, полученные чистые культуры должны быть одинаковыми.

Для выполнения эксперимента были внедрены методы получения чистых культур, также под руководством Р. Коха было апробировано и введено в использование твердые среды на основе желатины, а потом и агара. Впервые сотрудниками института Р. Коха были применены чашка Петри и бактериальные фильтры Шамберлана.  В развитие микробиологии того периода внесли вклад также Сергей Николаевич Виноградский и Мартинус Бейеринк. Исследованиями                              С. Н. Виноградского было открытие уникального образа жизни как хемолитоавтотрофия, и изучение серных и нитрифицирующих бактерий. Им же был разработан метод накопительных культур. Независимо друг от друга С.Н. Виноградский и М. Бейеринк доказали, что фиксацию молекулярного азота проводят только микроорганизмы и выделили азотфиксаторов как свободноживущие, так и симбиотические их виды. В конце XIX и начале XX вв. Д. И. Ивановский обнаружил особую группу биологических объектов, которые не имели клеточного строения. Так был открыт возбудитель болезни табака вирус табачной мозаики.

Физиологический период развития микробиологии в XX в. опирался на открытия в других областях биологической науки. В этот период трудились многие известные исследователи, такие как  А. Н. Белозерский и А. С. Спирин, внесшие вклад в генную систематику микроорганизмов. Клеточные структуры и их функции изучал М. Н. Мейсель. В. Н. Шапошников автор теории физиологической двухфазности брожений, эта теория в дальнейшем позволила управлять в микробиологических производствах процесс получение важных продуктов. Е. Н. Кондратьева с коллегами подробно изучили биохимию и физиологию хемолитотрофных и фототрофных микроорганизмов. А. А. Имшенецкий, В. А. Яковлев, В. Л. Кретович занимались изучением биохимии азотфиксации. В. Л. Омелянский изучил жизнедеятельность микроорганизмов, которые участвуют в циклах азота, серы и железа, разработал схемы круговорота веществ в природе. В физиологическом этапе развития микробиологии были внедрены и используются по сей день методы прижизненного наблюдения, такие как стекла обрастания  Росси–Холодного, почвенная камера и метод проращивания почвенной пыли по Холодному, капилляры Перфильева. М. В. Ивановым и  Г. А. Заварзиным были изучены сообщества микробов и их роль в различных природных и искусственных экосистемах. Н. Д. Иерусалимским разработал теорию роста и развития в управляемом культивировании микроорганизмов. Известны труды И. Л. Работновой, Е. Е. Успенского, С. И. Кузнецова, В. Н. Букина и В. Я. Быховского посвященые изучению реакции окисления и восстановления, управляемого культивирования грибов и водорослей, получению витамина В₁₂. Получение аминокислот с помощью микроорганизмов был предложен Н. А. Красильниковым, Г. К. Скрябиным был изучен и внедрен в производство процесс микробиологической трансформации стероидов.

Современный этап развития микробиологии

Микробиология подразделяется на общую и частную. В настоящее время в науке микробиология существуют такие основные направления её развития:

- фундаментальные исследования (пути метаболизма микрорганизмов, регуляция обмена веществ и т.д.);

- систематика микроорганизмов;

- популяционная микробиология;

- медицинская, ветеринарная, сельскохозяйственная микробиология;

- биотехнология.

В изучении микроорганизмов основными методами исследования являются такие как:

• световая, люминисцентная, электронная, лазерная микроскопия;
• управляемое культивирование и выделение чистых культур;
• аналитические методы к ним относятся генетические, физиолого-биохимические, молекулярно-биологические и т.д [1].

 

Задания для самостоятельной работы

 

1. История развития науки о микроорганизмах. Периоды развития науки о микроорганизмах
2. Ученные внесшие вклад в развитие физиологического периода микробиологии.
3. Заслуги Роберта Коха в микробиологических исследованиях.
4. Значение работ Луи Пастера. Хронология его открытий в микробиологии.
5. Теории иммунитета И.И. Мечникова и П. Эрлиха.