Mikrobiologia mikroorganismoen azterketaz arduratzen den zientzia da, hau da, begi-bistaz ikusi ezin diren agente txikiak behatzeaz arduratzen da. Milimetro bat baino txikiago diren objektuak begi-bistaren bidez ezin dira ongi behatu, beraz, mikroskopioz aztertu behar dira; mikrobiologia tamaina horretako edo txikiagoko organismoez jarduten da. Beraz, zientzia honek alga mikroskopiko, bizkarroi, birus, bakterio eta onddoak aztertzen ditu. Halere, mikrobiologoek ogiaren lizunak eta alga haritsuak aztertzen dituzte, nahiz eta horiek begi-bistaz ikusteko modukoak izan. Gaur egun, mikroskopioa erabili gabe ikus daitezkeen bakterioak ere aurkitu dituzte; horiek Thiomargarita eta Epulopiscium generokoak dira.

Orokorrean, mikrobiologo batek ematen duen lehen pausoa, populazio batetik mikroorganismo espezifiko bat isolatzea da eta ondoren haren ereintza burutzen du. Beraz, mikrobiologiak teknikak erabiltzen ditu (esterilizazioa eta hazkuntza-inguruneak), zeintzuk beharrezkoak diren mikroorganismoak arrakastaz isolatu eta ereiteko. Horrez gain, mikrobiologia mikroorganismoek beste organismo eta inguruneekin dituzten elkarrekintzaz arduratzen da.

Mikroorganismoen aurkikuntza

Mikrobiologiaren historiaren hasieran, ikertzaile batzuek mikroorganismoen existentziaz susmoak zituzten. Honela, Lukrezio (K.a. 98-55) erromatar filosofoak eta Girolamo Frakastoro (1478-1553) medikuak gaixotasunak sorkari bizi eta ikusezinek sortzen zituztela proposatu zuten. Baina lehen aldiz zehaztasun zientifikoz mikroorganismoak behatu eta deskribatu zituena Antony van Leeuwenhoek (1632-1723) holandarra izan zen.

Berezko sorreraren teoriaren eztabaida

Lehen garaietatik jendeak berezko sorreraren teorian sinesten zuen, hau da, organismo biziduna bizirik gabeko materiatik sortzen zela. Ondorengo ikertzaileek hainbat ikerketa egin zituzten teoria hori ezeztatzeko, baina Louis Pasteur (1822-1895) izan zen, azkenik, gai hori ebatzi zuena. Pasteurrek bere lehen esperimentuetan kotoia mikroorganismoak atxikitzeko erabili zuen: airea kotoian zehar iragazi zuen eta bertan landare-espora antzeko partikulak harrapatuta geratzen zirela konturatu zen; ondoren, kotoi horren zati bat haztegi esteril batean ipintzen bazuen, mikroorganismoak hazten ziren. Hurrengo esperimentuan, elikagaiak matrazetan ipini eta matrazen lepoak sutatik pasatu zituen, eta forma oker ezberdinak lortzen zituen, betiere lepoen muturrak atmosferara irekita mantenduz; gero, minutu batzuetan elikagaiak irakin eta hozten uzten zituen. Ez zen hazkuntzarik gertatu, nahiz eta matrazeen edukia airearekin kontaktuan egon. Pasteurrek azaldu zuen ez zela eman mikroorganismoen hazkuntzarik hautsa eta germenak lepo okerren hormetan atxikita geratu zirelako; aldiz, lepoak apurtzen baziren, berehala hazkuntza hasten zen. Pasteurrek 1861ean polemika hori konpontzeaz gain, inguruneak esterilak mantentzeko demostrazioa egin zuen.

1877. urtean John Tyndall fisikari ingelesak azkeneko kolpea eman zion berezko sorreraren teoriari. Horrek erakutsi zuen hautsak germenak benetan garraiatzen zituela eta hautsik ezean, nahiz eta elikagaiak airearekin kontaktuan egon, salda esteril mantentzen zela. Ikerketa horietan zebilela, Tyndallek beroarekiko oso erresistenteak ziren bakterio-forma batzuk hauteman zituen. Halere, aipatzekoa da, beste alde batetik, lanean zebilen Ferdinand Cohn (1828-1898) botanikari alemana, bakterioen endospora termorresistenteen existentzia frogatu baitzuen.

Mikroorganismoak eta gaixotasuna

Mikroorganismoek gaixotasunen garapenean zuten garrantzia ez zen erraza izan hautematen. Baina mikroorganismoak gaixotasun batzuen eragileak zirela frogatu ondoren, mikrobiologoak ostalarien mikroorganismoen kontrako defentsa-mekanismoak aztertzen hasi ziren, eta horrela immunologia esparrua jaio zen. Halere, bakterioek gaixotasuna sortzen zutenaren lehen froga Robert Koch (1843-1910) mediku alemanak egin zuen. Ikertzaile horrek Bacillus anthracis eta lupuaren arteko erlazioa zehazteko hainbat esperimentu egin zituen; gaixorik zeuden animalien materiala ziztatu zien sagu osasuntsuei eta horiek gaixotasuna garatu zuten. Ondoren, animalia hauen barea, lupusaren baziloa zuena, behi-sueroan inkubatu zuen; hor baziloak ugaldu eta esporak sortu zituzten; horiek saguei ziztatzen zitzaizkienean lupua garatzen zuten. Koch izan zen gaixotasun zehatz baten eta hori sortzen duen mikroorganismoaren arteko erlazioa frogatzeko erabili behar diren irizpideak zehazten lehena. Horiek gaur egun Kochen postulatua bezala ezagutzen dira eta honela laburtzen dira:

• Mikroorganismo eragileak gaixorik dauden organismo guztietan azaldu behar du, baina ez da agertzen organismo osasuntsuetan.

• Mikroorganismo susmagarria isolatu eta hazkuntza puruetan hazi behar da.

• Isolatutako mikroorganismoa ostalari osasuntsu batean inokulatzean, haren gaixotasun bera garatu behar du.

• Berriro mikroorganismo berbera isolatu behar da ostalari gaixotik.

1882. urtean Kochek tuberkulosi-gaixotasuna sortzen zuen baziloa isolatu zuen, eta ondorengo urteetan gaixotasun patogenoak eragiten zituzten bakterio gehienak ere isolatu ziren.

Charles Chamberlek (1851–1908) 1884an portzelanazko iragazki bat eraiki zuen. Horren ondorioz, birusak antzeman eta gaixotasunen eragile zirela erakutsi zuen, horrela, ikertu zen lehen birus patogenoa tabako-mosaikoaren gaixotasuna sortzen zuena izan zen.

Garai horretan Pasteurrek txertoen bilakaeran jardun zuen, eta txerto-mota ezberdinak prestatu zituen. Horrez gain, mikroorganismoek azukrea alkoholean eraldatzen zutela hauteman zuen, hau da, hartzidura legamiek burutzen zutela, eta, bide batez, pasteurizazioa ere bilakatu zuen. Horrela, industria-mikrobiologia garatu zen.

Mikroorganismoen ekologia

Louis Pasteur eta Robert Koch mikrobiologiaren sortzailetzat hartzen dira, eta Martinus Beijerinck (1851-1931) eta Sergei Winogradsky (1856–1953), berriz, mikroorganismoen dibertsitateaz ohartu eta hori landu zuten lehen ikertzailetzat. Martinus Beijerinckek birusei buruzko ikerketetan jardun zuen, baina haren aurkikuntzarik garrantzitsuenak hazkuntza-ingurune berriak bilakatzea izan zen, eta orain arte isolatu gabe zeuden mikroorganismo-dibertsitate handia isolatu zuen. Hasierako mikrobiologoek mikroorganismoek karbonoaren, sufrearen eta nitrogenoaren zikloetan zuten partaidetza ikertu zuten. Baina Sergei Winogradsky izan zen lehen aldiz kimiolitotrofia kontzeptua erabili zuena. Horrela, mikroorganismoek prozesu geokimikoetan duten garrantzia azaldu zuen eta hark, lehen aldiz, nitrogenoa finkatzen duten mikroorganismoak isolatu eta deskribatu zituen.

Mikroorganismoen aniztasuna handia da, eta lurreko % 1 mikroorganismo bakarrik hazten direla laborategian suposatzen da, beraz, teknika berriak garatu behar dira mikroorganismo berriak isolatzeko.

Gaur egungo mikrobiologia

Bakterioak izan ziren munduko lehen organismo biziak; edozein lekutan bizi daitezke, beste edozein organismo baino ugariagoak dira eta seguru aski munduko biomasarik handiena osatzen dute. Beraz, gaur egungo mikrobiologia diziplina zabala da, espezialitate ezberdin ugaritan barneratzen dena: medikuntza, agronomia, elikagaien mikrobiologia, ekologia, genetika, biokimika eta biologia molekularra.

Mikroorganismoak adierazpen genetikoaren erregulazioa eta entzimen aktibitatea kontrolatzeko ikerketetan asko erabiltzen dira. 1970. hamarkadan mikrobiologiaren aurkikuntza berriek, DNA teknologia birkonbinantea eta ingeniaritza genetikoa garatzea ahalbidetu zuten.

XX. mendean mikrobiologiak daukan garrantziaren adierazle bat arloari lotuta jasotako Nobel sariak izan daitezke; horrela, sari horietatik gutxi gorabehera 1/3 arazo mikrobiologikoetan ari diren zientifikoentzat izan dira.

Mikrobiologiak etorkizunean ikertuko dituen arlo garrantzitsuenak zeintzuk izango dira? Gaixotasun kutsakor berriak, gaixotasun kutsakorren zabalkuntza saihestea, mikroorganismo patogenoek zelulekin duten erlazioa, ostalariaren babes-mekanismoak, ingurugiroaren kontrola, elikagaiak, industria, entzimen ekoizpena, agente toxikoen degradazioa, bektore modura, biofilmak, kutsadurak kontrolatzea, sinbiosiak, mikroorganismoen arteko elkarrekintzak, inguruneko estimuluen eraginak. Aipatutako hauek izango dira, beraz, mikrobiologiaren aztergaietariko batzuk datozen urteetan.