माइक्रोबियल पारिस्थितिकी इतिहास, अध्ययन और अनुप्रयोगों की वस्तु

माइक्रोबियल पारिस्थितिकी पर्यावरणीय सूक्ष्म जीव विज्ञान का एक अनुशासन है जो पारिस्थितिक सिद्धांतों के अनुप्रयोग से सूक्ष्म जीव विज्ञान के लिए उत्पन्न होता है (Mikros: छोटा, bios: जीवन, लोगो: अध्ययन).

यह अनुशासन सूक्ष्मजीवों (1 से 30 माइक्रोन से सूक्ष्म एककोशिकीय जीव) की विविधता का अध्ययन करता है, बाकी जीवित प्राणियों और पर्यावरण के साथ इन दोनों के बीच संबंध.

चूंकि सूक्ष्मजीव सबसे बड़े स्थलीय बायोमास का प्रतिनिधित्व करते हैं, इसलिए उनकी गतिविधियाँ और पारिस्थितिक कार्य सभी पारिस्थितिक तंत्र को गहराई से प्रभावित करते हैं.

साइनोबैक्टीरिया की प्रारंभिक प्रकाश संश्लेषक गतिविधि और परिणामस्वरूप ऑक्सीजन का संचय (ओ)₂) आदिम वातावरण में, ग्रह पृथ्वी पर जीवन के विकास के इतिहास में माइक्रोबियल प्रभाव के स्पष्ट उदाहरणों में से एक का प्रतिनिधित्व करता है.

यह, यह देखते हुए कि वातावरण में ऑक्सीजन की उपस्थिति ने सभी मौजूदा एरोबिक जीवन रूपों की उपस्थिति और विकास की अनुमति दी.

सूक्ष्मजीव पृथ्वी पर जीवन के लिए एक सतत और आवश्यक गतिविधि बनाए रखते हैं। जैवमंडल की सूक्ष्म विविधता को बनाए रखने वाले तंत्र स्थलीय, जलीय और हवाई पारिस्थितिक तंत्र की गतिशीलता का आधार हैं.

इसके महत्व को देखते हुए, माइक्रोबियल समुदायों के संभावित विलुप्त होने (औद्योगिक विषाक्त पदार्थों के साथ उनके आवासों के संदूषण के कारण), उनके कार्यों पर निर्भर पारिस्थितिक तंत्र के लापता होने को उत्पन्न करेगा.

सूची

• 1 माइक्रोबियल पारिस्थितिकी का इतिहास
  • 1.1 पारिस्थितिकी के सिद्धांत
  • 1.2 माइक्रोबायोलॉजी
  • 1.3 माइक्रोबियल पारिस्थितिकी
• माइक्रोबियल पारिस्थितिकी में 2 तरीके
• 3 उप-विषयों
• अध्ययन के 4 क्षेत्र
• 5 आवेदन
• 6 संदर्भ

माइक्रोबियल पारिस्थितिकी का इतिहास

पारिस्थितिकी के सिद्धांत

20 वीं शताब्दी की पहली छमाही में सामान्य पारिस्थितिकी के सिद्धांतों को विकसित किया गया था, उनके प्राकृतिक वातावरण में "बेहतर" पौधों और जानवरों के अध्ययन पर विचार.

जाहिर है, ग्रह के पारिस्थितिक इतिहास में उनके महान महत्व के बावजूद, सूक्ष्मजीवों और उनके पारिस्थितिक तंत्र के कार्यों को अनदेखा किया गया था, क्योंकि वे सबसे बड़े स्थलीय बायोमास का प्रतिनिधित्व करते हैं, और क्योंकि वे पृथ्वी पर जीवन के विकास के इतिहास में सबसे प्राचीन जीव हैं।.

उस समय, कुछ पोषक चक्रों में केवल सूक्ष्मजीवों को डीग्रेडर्स, कार्बनिक पदार्थों के खनिज और मध्यस्थों के रूप में माना जाता था.

कीटाणु-विज्ञान

यह माना जाता है कि वैज्ञानिक लुई पाश्चर और रॉबर्ट कोच ने माइक्रोबायोलॉजी के अनुशासन की स्थापना की, जिसमें एक्सनेमिक माइक्रोबियल कल्चर की तकनीक विकसित की गई, जिसमें एकल कोशिका प्रकार, एकल कोशिका के वंशज शामिल हैं।.

हालांकि, माइक्रोबियल आबादी के बीच अक्षीय संस्कृतियों में बातचीत का अध्ययन नहीं किया जा सकता है। यह उन तरीकों के विकास के लिए आवश्यक था, जो उनके प्राकृतिक आवास (पारिस्थितिक संबंधों का सार) में माइक्रोबियल जैविक बातचीत का अध्ययन करने की अनुमति देता है.

मिट्टी में सूक्ष्मजीवों और पौधों के साथ बातचीत के बीच बातचीत की जांच करने वाले पहले माइक्रोबायोलॉजिस्ट थे सेर्गेई विनोग्राडस्की और मार्टिनस बेजेरिनक, जबकि बहुसंख्यक रोगों से संबंधित सूक्ष्मजीवों की एक्सेनिक संस्कृतियों और व्यावसायिक हित की किण्वन प्रक्रियाओं का अध्ययन करने पर ध्यान केंद्रित करते थे।.

Winogradsky और Beijerinck ने विशेष रूप से मिट्टी में अकार्बनिक नाइट्रोजन और सल्फर यौगिकों के माइक्रोबियल बायोट्रांसफॉर्मेशन का अध्ययन किया.

माइक्रोबियल पारिस्थितिकी

1960 के दशक की शुरुआत में, पर्यावरणीय गुणवत्ता और औद्योगिक गतिविधियों के दूषित प्रभाव की चिंता के युग में, माइक्रोबियल पारिस्थितिकी एक अनुशासन के रूप में उभरा। अमेरिकी वैज्ञानिक थॉमस डी। ब्रॉक, 1966 में इस विषय पर एक पाठ के पहले लेखक थे.

हालांकि, यह 1970 के दशक के अंत में था कि माइक्रोबियल पारिस्थितिकी को एक विशेष बहु-विषयक क्षेत्र के रूप में समेकित किया गया था, क्योंकि यह अन्य वैज्ञानिक शाखाओं, जैसे कि पारिस्थितिकी, सेलुलर और आणविक जीव विज्ञान, जैव-रसायन विज्ञान, अन्य पर निर्भर करता है।.

माइक्रोबियल पारिस्थितिकी का विकास निकटता से संबंधित है जो हमें उन सूक्ष्मजीवों और उनके पर्यावरण के बायोटिक और अजैविक कारकों के बीच बातचीत का अध्ययन करने की अनुमति देता है।.

1990 के दशक में, आणविक जीव विज्ञान तकनीकों सहित अध्ययन में शामिल किया गया था सीटू में माइक्रोबियल इकोलॉजी में, माइक्रोबियल दुनिया में विद्यमान विशाल जैव विविधता की खोज की संभावना की पेशकश करना और अत्यधिक परिस्थितियों में वातावरण में इसकी चयापचय गतिविधियों को जानना.

इसके बाद, पुनः संयोजक डीएनए की तकनीक ने पर्यावरण प्रदूषण को खत्म करने में महत्वपूर्ण प्रगति की अनुमति दी, साथ ही साथ वाणिज्यिक महत्व के कीटों के नियंत्रण में.

माइक्रोबियल पारिस्थितिकी में तरीके

उन तरीकों में से जिन्होंने अध्ययन की अनुमति दी है सीटू में सूक्ष्मजीवों और उनकी चयापचय गतिविधि, हैं:

• लेजर के साथ confocal माइक्रोस्कोपी.
• फ्लोरोसेंट जीन जांच जैसे आणविक उपकरण, जिन्होंने जटिल माइक्रोबियल समुदायों के अध्ययन की अनुमति दी है.
• पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन या पीसीआर (अंग्रेजी में इसके संक्षिप्त विवरण के लिए: पॉलिमरेज़ चेन रिएक्शन).
• रेडियोधर्मी मार्कर और रासायनिक विश्लेषण, जो दूसरों के बीच माइक्रोबियल चयापचय गतिविधि को मापने की अनुमति देते हैं.

subdisciplines

माइक्रोबियल पारिस्थितिकी को अक्सर उप-विषयों में विभाजित किया जाता है, जैसे:

• आनुवांशिक रूप से संबंधित आबादी का ऑटोइकोलॉजी या पारिस्थितिकी.
• माइक्रोबियल इकोसिस्टम की पारिस्थितिकी, जो एक विशेष इकोसिस्टम (स्थलीय, एरियल और जलीय) में माइक्रोबियल समुदायों का अध्ययन करती है।.
• माइक्रोबियल जैव-रासायनिक पारिस्थितिकी, जो जैव-रासायनिक प्रक्रियाओं का अध्ययन करता है.
• मेजबान और सूक्ष्मजीवों के बीच संबंधों की पारिस्थितिकी.
• माइक्रोबियल पारिस्थितिकी पर्यावरणीय प्रदूषण की समस्याओं और हस्तक्षेप प्रणालियों में पारिस्थितिक संतुलन की बहाली में लागू होती है.

क्षेत्रों का अध्ययन करें

माइक्रोबियल पारिस्थितिकी के अध्ययन के क्षेत्रों के बीच, वे हैं:

• जीवन के तीन डोमेन पर विचार करते हुए माइक्रोबियल विकास और इसकी शारीरिक विविधता; बैक्टीरिया, आर्किया और यूकारिया.
• माइक्रोबियल phylogenetic रिश्तों का पुनर्निर्माण.
• उनके पर्यावरण में सूक्ष्मजीवों की संख्या, बायोमास और गतिविधि की मात्रात्मक माप (गैर-कृषि योग्य सहित).
• एक माइक्रोबियल आबादी के भीतर सकारात्मक और नकारात्मक बातचीत.
• विभिन्न माइक्रोबियल आबादी (तटस्थता, साम्यवाद, सहक्रियावाद, आपसीवाद, प्रतियोगिता, अमेंसवाद, परजीवीवाद और भविष्यवाणी) के बीच बातचीत.
• सूक्ष्मजीवों और पौधों के बीच बातचीत: प्रकंद में (नाइट्रोजन फिक्सिंग सूक्ष्मजीव और माइकोरिज़ल कवक के साथ), और पौधे हवाई संरचनाओं में.
• फाइटोपथोगेंस; बैक्टीरियल, फंगल और वायरल.
• सूक्ष्मजीवों और जानवरों के बीच परस्पर क्रिया (परस्पर और आंतों की सहजीवन, भविष्यवाणी, दूसरों के बीच).
• माइक्रोबियल समुदायों में संरचना, संचालन और उत्तराधिकार प्रक्रियाएं.
• चरम पर्यावरणीय परिस्थितियों के लिए माइक्रोबियल अनुकूलन (एक्सोफाइल सूक्ष्मजीवों का अध्ययन).
• माइक्रोबियल वास के प्रकार (एटमो-इकोस्फेयर, हाइड्रो-इकोस्फीयर, लिथो-इकोस्फीयर और एक्सट्रीम हैबिट्स).
• माइक्रोबियल समुदायों (कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर, फास्फोरस, लोहा, अन्य लोगों के चक्र) से प्रभावित जैव-रासायनिक चक्र.
• पर्यावरणीय समस्याओं और आर्थिक हित में विविध जैव-प्रौद्योगिकीय अनुप्रयोग.

अनुप्रयोगों

वैश्विक प्रक्रियाओं में सूक्ष्मजीव आवश्यक हैं जो पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य के रखरखाव की अनुमति देते हैं। इसके अलावा, वे कई जनसंख्या बातचीत (जैसे, भविष्यवाणी) के अध्ययन में एक मॉडल के रूप में सेवा करते हैं.

सूक्ष्मजीवों की मूलभूत पारिस्थितिकी की समझ और पर्यावरण पर उनके प्रभावों ने आर्थिक हित के विभिन्न क्षेत्रों के लिए लागू जैव-तकनीकी चयापचय क्षमताओं की पहचान करने की अनुमति दी है। इन क्षेत्रों में से कुछ नीचे उल्लिखित हैं:

• धातु संरचनाओं के संक्षारक बायोफिल्म (जैसे पाइपलाइन, रेडियोधर्मी अपशिष्ट कंटेनर, अन्य लोगों के बीच) द्वारा बायोडीटरियोरेशन का नियंत्रण.
• कीटों और रोगजनकों का नियंत्रण.
• अधिक दोहन से कृषि भूमि की बहाली.
• खाद और लैंडफिल में ठोस अपशिष्ट का बायोट्रिशन.
• अपशिष्ट जल उपचार प्रणालियों के माध्यम से अपशिष्टों का बायोट्रिशन, (उदाहरण के लिए, इमोबिलाइज्ड बायोफिल्म के माध्यम से).
• मिट्टी और पानी का बायोरेमेडिएशन अकार्बनिक पदार्थों (जैसे कि भारी धातु), या xenobiotics (जहरीले सिंथेटिक उत्पादों, प्राकृतिक बायोसिंथेटिक प्रक्रियाओं द्वारा उत्पन्न नहीं) से दूषित होता है। इन xenobiotic यौगिकों में हेलोकार्बन, नाइट्रोइरोमाटिक्स, पॉलीक्लोराइनेटेड बाइफिनाइल्स, डाइऑक्सिन, अल्काइलेन्ज़िल सल्फोनेट्स, पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन और कीटनाशक हैं।.

• बायोलिचिंग (उदाहरण के लिए, सोने और तांबे) के माध्यम से खनिजों का बायोरेमेडिएशन.
• जैव ईंधन (इथेनॉल, मीथेन, अन्य हाइड्रोकार्बन के बीच) और माइक्रोबियल बायोमास का उत्पादन.

संदर्भ

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