แบคทีเรีย ในฐานะที่เป็นมนุษย์ที่หายใจและอ่านได้ ได้รับประโยชน์จากแบคทีเรียในขณะนี้ ตั้งแต่ออกซิเจนที่หายใจเข้าไปจนถึงสารอาหารที่ท้อง ดึงมาจากอาหารมีแบคทีเรียที่ต้องขอบคุณ สำหรับการเจริญเติบโตบนโลกใบนี้ ในร่างกายจุลินทรีย์รวมถึงแบคทีเรียมีจำนวนมากกว่า เซลล์ของมนุษย์ 10 ต่อ 1 ทำให้มีจุลินทรีย์มากกว่ามนุษย์ เพิ่งเริ่มเข้าใจสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กเหล่านี้ อย่างถ่องแท้และผลกระทบต่อโลกและสุขภาพ แต่ประวัติศาสตร์ชี้ให้เห็นว่าบรรพบุรุษ
เมื่อหลายศตวรรษก่อนกำลังควบคุมพลังของแบคทีเรีย ในการหมักอาหารและเครื่องดื่มเบียร์และขนมปัง จนกระทั่งในศตวรรษที่ 17 เริ่มดูแบคทีเรียอย่างใกล้ชิดและเป็นส่วนตัว ในสถานที่ใกล้ชิดและเป็นส่วนตัวไม่แพ้กัน นั่นก็คือปากของมนุษย์ อันโตนี ฟัน เลเวินฮุก ผู้ช่างสงสัยเคยค้นพบแบคทีเรียขณะตรวจตัวอย่างคราบจุลินทรีย์ระหว่างฟันเอง แต่งบทกวีในงานเขียนโดยบรรยายถึงกลุ่มแบคทีเรียบนผ้าขาวมุกว่า เป็นสสารสีขาวเล็กน้อย
หลังจากวางตัวอย่างภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบผสม อันโตนี ฟัน เลเวินฮุก เห็นว่าจุลินทรีย์กำลังเคลื่อนไหว มันยอดเยี่ยมมาก แท้จริงแล้ว แบคทีเรียเป็นตัวเปลี่ยนเกมของโลก โดยมีบทบาทสำคัญในการสร้างอากาศที่ระบายอากาศได้และดาวเคราะห์ที่อุดมสมบูรณ์ทางชีวภาพที่เรียกว่าบ้าน ในบทความนี้ จะให้ภาพรวมเกี่ยวกับจุลินทรีย์ขนาดเล็กแต่มีอิทธิพลเหล่านี้ จะมาดูข้อดี ข้อเสียและวิธีแปลกประหลาดของแบคทีเรีย ที่หล่อหลอมประวัติศาสตร์ของมนุษย์
และสภาพแวดล้อม ในการเริ่มต้น จะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสิ่ง ที่ทำให้แบคทีเรียแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตประเภทอื่นๆ หากมองไม่เห็นแบคทีเรียสักตัวเดียวด้วยตาเปล่า จะรู้มากเกี่ยวกับมันได้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนากล้องจุลทรรศน์อันทรงพลังเพื่อขยายแบคทีเรีย ซึ่งโดยปกติจะมีความยาวตั้งแต่หนึ่งถึงกำมือของไมครอนหนึ่งในล้าน ทำให้ได้เห็นการทำงานภายในและเปรียบเทียบกับสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่นๆเช่น พืช สัตว์ ไวรัสและเชื้อรา
ดังที่อาจทราบแล้วเซลล์ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบสำคัญของชีวิต ไม่ว่าจะประกอบเป็นเนื้อเยื่อเอง หรือเป็นกิ่งก้านของต้นไม้นอกหน้าต่าง มนุษย์ สัตว์และพืชมีเซลล์ที่มีข้อมูลทางพันธุกรรมอยู่ในเยื่อหุ้มชนิดหนึ่งที่เรียกว่า นิวเคลียส เซลล์ประเภทนี้เรียกว่าเซลล์ยูคาริโอตมีออร์แกเนลล์เฉพาะ ซึ่งแต่ละเซลล์มีหน้าที่เฉพาะเพื่อให้เซลล์ทำงานและมีสุขภาพดี อย่างไรก็ตาม แบคทีเรียไม่มีนิวเคลียสและสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอ จะลอยอยู่ในเซลล์อย่างอิสระ
เซลล์ขนาดเล็กเหล่านี้ ไม่มีออร์แกเนลล์และมีวิธีการต่างๆในการสืบพันธุ์ และแลกเปลี่ยนสารพันธุกรรม แบคทีเรียจัดเป็นเซลล์โปรคาริโอต นอกเหนือจากหมวดหมู่พื้นฐานแล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังจัดแบคทีเรียในค่ายต่างๆตาม ไม่ว่าแบคทีเรียจะอยู่รอดและเติบโต ในสภาพแวดล้อมที่มีหรือไม่มีออกซิเจน รูปร่างรวมถึงแท่ง วงกลม หรือเกลียว ไม่ว่าแบคทีเรียจะเป็นแกรมลบหรือแกรมบวกก็ตาม ซึ่งเป็นการทดสอบคราบที่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับองค์ประกอบของผนังป้องกันชั้นนอกของเซลล์
วิธีที่แบคทีเรียเคลื่อนที่ไปมาและนำทางในสภาพแวดล้อม แบคทีเรียจำนวนมากมีแฟลกเจลลา ซึ่งเป็นโครงสร้างคล้ายแส้ขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนในสภาพแวดล้อม จุลชีววิทยา การศึกษาจุลินทรีย์ประเภทต่างๆทั้งหมด รวมทั้งแบคทีเรีย อาร์เคีย เชื้อรา ไวรัสและโปรโตซัว ได้ใช้ประโยชน์จากความรู้ที่เพิ่มมากขึ้น เพื่อแยกความแตกต่างของแบคทีเรีย จากพี่น้องจุลินทรีย์ สิ่งมีชีวิตโปรคารีโอติกที่คล้ายคลึงกัน
ซึ่งจัดอยู่ในโดเมนอาร์เคียนั้นเคยอยู่ รวมกันเป็นก้อนร่วมกับแบคทีเรีย แต่หลังจากที่นักวิจัยได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ได้ให้จุลินทรีย์ในอาร์เคียในหมวดหมู่ของตนเอง สำหรับความคล้ายคลึงกับเซลล์ยูคาริโอต อาหารจุลินทรีย์ เช่นเดียวกับมนุษย์ พืชและสัตว์ แบคทีเรียต้องการอาหารเพื่อความอยู่รอด แบคทีเรียบางชนิดเป็นออโตโทรฟ ซึ่งหมายความว่าใช้ปัจจัยพื้นฐาน เช่น แสงแดด น้ำและสารเคมีจากสิ่งแวดล้อมเพื่อสร้างอาหาร นึกถึงไซยาโนแบคทีเรีย
ซึ่งเปลี่ยนแสงแดดเป็นออกซิเจนมาประมาณ 2.5 ล้านปีแล้ว แบคทีเรียอื่นๆเป็นสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่าเฮเทโรทรอพ เพราะดึงพลังงานจากอินทรียวัตถุที่มีอยู่มาใช้เป็นอาหาร ความจริงก็คือสิ่งที่น่ารับประทานสำหรับแบคทีเรียนั้น อาจเป็นสิ่งที่น่ารังเกียจสำหรับ พัฒนาเพื่อเจริญเติบโตในสิ่งต่างๆทุกประเภท ตั้งแต่น้ำมันรั่วไหลและผลพลอยได้จากนิวเคลียร์ ไปจนถึงของเสียจากมนุษย์และสสารที่เน่าเปื่อย แต่ความชอบของแบคทีเรีย
สำหรับแหล่งอาหารเฉพาะสามารถเป็นประโยชน์ต่อสังคมได้ ตัวอย่างเช่น ผู้เชี่ยวชาญด้านศิลปะในอิตาลีหันไปใช้แบคทีเรีย เพื่อกัดกินชั้นเกลือและกาวส่วนเกินที่คุกคามอายุที่ยืนยาวของงานศิลปะอันล้ำค่า ความสามารถพิเศษของแบคทีเรียในการรีไซเคิลอินทรียวัตถุยังมีประโยชน์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณา ถึงบทบาทอันยิ่งใหญ่ในฐานะผู้รีไซเคิลพื้นผิวโลก ทั้งในดินและน้ำในแต่ละวัน อาจคุ้นเคยกับกลิ่นที่กระตุ้นแบคทีเรียที่หิวโหย จากกลิ่นขี้ขลาดในถังขยะมากเกินไป
ในขณะที่กินของเหลือ ทำลายมันและปล่อยก๊าซที่เป็นผลพลอยได้ออกมา มันไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น ยังมีแบคทีเรียที่ต้องโทษสำหรับช่วงเวลาที่ธรรมชาติเรียกร้อง เมื่อแบคทีเรียในลำไส้ปล่อยก๊าซมีเทนที่มีกลิ่นเหม็น ในระหว่างการย่อยอาหาร แบคทีเรียจะเติบโตและสร้างอาณานิคมเมื่อมีโอกาส หากอาหารและสภาพแวดล้อมเอื้ออำนวย จะแพร่พันธุ์และสร้างการรวมตัวเหนียวที่เรียกว่าไบโอฟิล์มเพื่อให้อยู่รอดได้บนพื้นผิวที่หลากหลาย ตั้งแต่หินในลำธาร
ไปจนถึงฟันกรามในปาก แผ่นชีวะมีประโยชน์และปัญหา ในแง่หนึ่งให้ประโยชน์ร่วมกันกับผู้เล่นโดยธรรมชาติ ในทางกลับกันสิ่งเหล่านี้อาจเป็นภัยคุกคามร้ายแรงได้ ตัวอย่างเช่น แพทย์ที่รักษาผู้ป่วยด้วยการปลูกถ่ายและอุปกรณ์ทางการแพทย์มีความกังวลเป็นพิเศษเกี่ยวกับฟิล์มชีวภาพ เนื่องจากพื้นผิวเหล่านี้เป็นอสังหาริมทรัพย์ที่สำคัญสำหรับแบคทีเรีย เมื่อยึดครองแล้ว ไบโอฟิล์มสามารถสร้างผลพลอยได้ ซึ่งเป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์และถึงตายได้เช่นเดียวกับผู้คนในเมือง
เซลล์ในฟิล์มชีวภาพจะสื่อสารระหว่างกัน โดยส่งข้อความเพื่อแบ่งปันข้อมูลเกี่ยวกับอาหารที่มีอยู่ และอันตรายที่อาจเกิดขึ้น แต่แทนที่จะโทรหาเพื่อนบ้านทางโทรศัพท์ แบคทีเรียจะส่งบันทึกช่วยจำผ่านสารเคมีไปยังเพื่อนที่อยู่ใกล้เคียง แต่แบคทีเรียก็ไม่กลัวที่จะบินเดี่ยวเช่นกัน ในความเป็นจริงแล้ว สิ่งมีชีวิตบางชนิดได้พัฒนาวิธีการที่จะอยู่รอดผ่านสภาวะที่ยากลำบาก เมื่อไม่มีอาหารเหลืออยู่หรือสถานการณ์แย่ลง แบคทีเรียเหล่านี้จะรักษาตัวเองด้วย
การสร้างเปลือกแข็งที่เรียกว่า เอนโดสปอร์ทำให้เซลล์อยู่ในสถานะพักตัว ซึ่งรักษาสารพันธุกรรมของแบคทีเรียไว้ นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งพบ แบคทีเรีย ในแคปซูลเวลาที่ค้นพบ และตรวจสอบในอีก 100 ปีต่อมา ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์กลุ่มอื่นๆค้นพบแบคทีเรียย้อนหลังไปถึง 250 ล้านปีก่อน ทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรีย สามารถรักษาตัวเองได้เป็นเวลานาน ตอนนี้รู้แล้วว่าแบคทีเรียเป็นตัวตั้งอาณานิคม ที่ได้รับโอกาส มาดูกันว่าไปถึงที่นั่นได้อย่างไรผ่านการแบ่งตัว
และการสืบพันธุ์ การสืบพันธุ์ของแบคทีเรีย แบคทีเรียสร้างอาณานิคมได้อย่างไรตั้งแต่แรก แบคทีเรียก็เหมือนกับสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่นๆบนโลก จำเป็นต้องสร้างสำเนาตัวเองเพื่อความอยู่รอด ในขณะที่มนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆทำสิ่งนี้ผ่านการสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศแบคทีเรีย จะทำงานแตกต่างออกไปเล็กน้อยแต่ก่อนอื่น จะคุยกันว่าทำไมความหลากหลายถึงเป็นสิ่งที่ดี สิ่งมีชีวิตผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติ หรือกองกำลังคัดเลือกในสภาพแวดล้อมที่กำหนด
ซึ่งช่วยให้สิ่งมีชีวิตประเภทหนึ่งเติบโต และแพร่พันธุ์ได้มากขึ้น ดังที่อาจจำได้จากชั้นเรียนชีววิทยา ยีนเป็นหน่วยที่สั่งเซลล์ว่าควรทำอย่างไร ไม่ว่าจะทำให้ผมเป็นสีน้ำตาลหรือสีบลอนด์ หรือดวงตาเป็นสีเขียวหรือสีน้ำเงิน ได้รับยีนจากทั้งพ่อและแม่ซึ่งเป็นส่วนผสมที่ดี นอกจากนี้ การสืบพันธุ์แบบอาศัยเพศก่อให้เกิดการกลายพันธุ์ หรือการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มในดีเอ็นเอ ซึ่งทำให้เกิดความหลากหลาย ยิ่งต้องดึงความหลากหลายทางพันธุกรรมมากเท่าไหร่
สิ่งมีชีวิตก็จะสามารถปรับตัว ให้เข้ากับข้อจำกัดในสภาพแวดล้อมได้มากขึ้นเท่านั้น สำหรับแบคทีเรีย การสืบพันธุ์ไม่ใช่เรื่องของการพบจุลินทรีย์ที่เหมาะสมและลงหลักปักฐาน มันเพียงแค่จำลองดีเอ็นเอของตัวเองและแบ่งออกเป็นสองเซลล์ที่เหมือนกัน กระบวนการนี้เรียกว่าฟิชชันแบบไบนารีเกิดขึ้น เมื่อแบคทีเรียตัวเดียวแยกตัวเองออกเป็น 2 ส่วน หลังจากที่มันจำลองดีเอ็นเอและย้ายสารพันธุกรรมไปยังปลายตรงข้ามของเซลล์ เนื่องจากเซลล์ที่ได้มีลักษณะทางพันธุกรรมเหมือนกับเซลล์ที่มาจาก วิธีการสืบพันธุ์แบบนี้จึงไม่ใช่วิธีที่ดีที่สุด ในการสร้างกลุ่มยีนที่หลากหลาย
บทความที่น่าสนใจ : สีผม รวมสีผมอันดับยอดนิยมสุดจี๊ดรับหน้าร้อนสไตล์ Y2K ในปี 2023
