微生物生態史、研究対象および応用



の 微生物生態学 生態学的原則の微生物学への応用から生じる環境微生物学の学問分野である。ミクロス：小さい, 伝記：人生, ロゴ： 研究）.

この分野では、微生物（1〜30μmの微小単細胞生物）の多様性、これらの生物と他の生物との関係、そして環境との関係について研究しています。.

微生物は最大の陸上バイオマスであるため、それらの活動と生態学的機能はすべての生態系に深く影響を与えます。.

シアノバクテリアの初期光合成活性とその結果としての酸素蓄積2）原始大気中では、地球上の生命の進化史における微生物の影響の最も明確な例の1つを表しています.

これは、大気中の酸素の存在が、すべての既存の好気性生物の出現と進化を可能にしたことを考えると.

微生物は地球上の生命のための継続的かつ本質的な活動を維持します。生物圏の微生物多様性を維持するメカニズムは、陸上、水生、空中の生態系のダイナミクスの基盤です。.

その重要性を考えると、（産業の有害物質による生息地の汚染による）微生物群集の絶滅の可能性は、それらの機能に依存する生態系の消失を生み出すであろう.

索引

  • 1微生物生態学の歴史
    • 1.1エコロジーの原則
    • 1.2微生物学
    • 1.3微生物生態学
  • 2微生物生態学における方法
  • 3つのサブディシプリン
  • 4研究分野
  • 5アプリケーション
  • 6参考文献

微生物生態学の歴史

エコロジーの原則

20世紀前半には、自然環境における「優れた」動植物の研究を考慮して、一般的な生態学の原則が策定されました。.

明らかに、微生物とその生態系機能は、地球の生態学的歴史において非常に重要であるにもかかわらず無視されています。それらは地球上で最大のバイオマスであり、地球上の生命の進化史において最も古代の生物であるためです。.

当時は、微生物だけがいくつかの栄養サイクルで分解剤、有機物の鉱化剤および中間体として考えられていました。.

微生物学

科学者のルイスパスツールとロバートコッホが微生物学の分野を創設し、単細胞の子孫である単細胞タイプを含む無菌微生物培養の技術を開発したと考えられています。.

しかし、無菌培養では、微生物集団間の相互作用は研究できませんでした。自然の生息地における微生物の生物学的相互作用を研究することを可能にする方法の開発が必要でした（生態学的関係の本質）.

土壌中の微生物間の相互作用および植物との相互作用を調べた最初の微生物学者はSergéiWinogradskyおよびMartinus Beijerinckであり、一方、大多数は病気または商業的に関心のある発酵プロセスに関連する微生物の無菌培養の研究に焦点を合わせた。.

WinogradskyとBeijerinckは特に土壌中の無機窒素と硫黄化合物の微生物の生体内変化について研究した.

微生物生態学

1960年代初頭、環境の質に対する懸念と産業活動の汚染の影響の時代に、微生物生態学が学問分野として浮上しました。アメリカの科学者トーマス・D・ブロックは、1966年にこの問題に関する文章を書いた最初の著者です。.

しかし、1970年代の終わりには、微生物生態学は、生態学、細胞生物学、分子生物学、生物地球化学などの他の科学分野に依存するため、特殊な学際的分野として統合されました。.

微生物生態学の発展は、微生物とそれらの環境の生物的および非生物的要因との間の相互作用を研究することを可能にする方法論的進歩と密接に関連している.

1990年代には、分子生物学的手法が研究に盛り込まれました。 その場で 微生物生態学、微生物の世界に存在する広大な生物多様性を探索する可能性を提供し、また極端な条件下での環境におけるその代謝活動を知ることの可能性を提供します。.

その後、組換えＤＮＡの技術は、環境汚染物質の除去、ならびに商業的に重要な有害生物の防除において重要な進歩を可能にした。.

微生物生態学における方法

研究を可能にした方法の中で その場で 微生物およびそれらの代謝活性の

  • レーザー共焦点顕微鏡.
  • 複雑な微生物群集の研究を可能にした蛍光遺伝子プローブなどの分子ツール.
  • ポリメラーゼ連鎖反応またはPCR（英語の頭字語のための：ポリメラーゼ連鎖反応）.
  • とりわけ、微生物代謝活性の測定を可能にする放射性マーカーおよび化学分析.

副分野

微生物生態学は、次のような分野に分類されることがよくあります。

  • 遺伝的に関連した集団の自己生態学または生態学.
  • 特定の生態系（陸上、空中または水生生物）の微生物群集を研究する微生物生態系の生態学。.
  • 生物地球化学的プロセスを研究する微生物生物地球化学的生態学.
  • 宿主と微生物の関係の生態.
  • 微生物汚染学は環境汚染の問題と中間システムの生態学的バランスの回復に適用される.

研究分野

微生物生態学の研究の分野の間で、それらは以下のとおりです。

  • 生命の3つの領域を考慮した微生物の進化とその生理学的多様性バクテリア、古細菌、ウカリア.
  • 微生物系統関係の再構築.
  • 環境中の微生物の数、バイオマスおよび活性の定量的測定（非栽培可能なものを含む）.
  • 微生物集団内の正および負の相互作用.
  • 異なる微生物集団間の相互作用（中立主義、共生主義、相乗作用、相利共生、競争、アメーバ主義、寄生、および捕食）.
  • 微生物と植物間の相互作用：根圏（窒素固定微生物と菌根菌を含む）、および植物の気中構造.
  • 植物病原体。細菌、真菌、ウイルス.
  • 微生物と動物の相互作用（相互および共生の腸内共生、とりわけ捕食）.
  • 微生物群集における構成、操作および継承プロセス.
  • 極限環境条件への微生物の適応（極限微生物の研究）.
  • 微生物生息地の種類（大気圏、水圏、リソー圏、極限環境）.
  • 微生物群集の影響を受ける生物地球化学的サイクル（とりわけ、炭素、水素、酸素、窒素、硫黄、リン、鉄のサイクル）.
  • 環境問題と経済的関心における多様なバイオテクノロジーの応用.

アプリケーション

微生物は、環境と人間の健康の維持を可能にする世界的なプロセスにおいて不可欠です。さらに、それらは多数の集団相互作用（例：捕食）の研究におけるモデルとして役立つ。.

微生物の基本的な生態学およびそれらが環境に及ぼす影響を理解することによって、経済的に関心のあるさまざまな分野に適用可能なバイオテクノロジーによる代謝能力を特定することが可能になった。これらの分野のいくつかを以下に記載します。

  • 金属構造物（特にパイプライン、放射性廃棄物容器など）の腐食性バイオフィルムによるバイオ劣化の抑制.
  • 害虫および病原体の駆除.
  • 過剰開発によって劣化した農地土壌の修復.
  • 堆肥化および埋立地における固形廃棄物の生物処理.
  • 廃水処理システムを通した（例えば、固定化バイオフィルムを通した）排水のバイオ処理.
  • 無機物質（重金属など）、または生体異物（天然の生合成過程では生成されない、有害な合成生成物）で汚染された土壌や水のバイオレメディエーション。これらの生体異物化合物の中には、ハロカーボン、ニトロ芳香族、ポリ塩化ビフェニル、ダイオキシン、アルキルベンジルスルホネート、石油系炭化水素および農薬がある。.
  • バイオリーチングによる鉱物のバイオレメディエーション（金、銅など）.
  • バイオ燃料（エタノール、メタン、とりわけ炭化水素）の生産と微生物バイオマス.

参考文献

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