Մանրէները մարդկային մշակույթում

Մանրէները տարբեր դերեր ունեն մարդկային մշակույթի բազմաթիվ կիրառական բնագավառներում, գրականության, երաժշտության, կինոյի և նկարչության մեջ։

Լսել հոդվածի ներածությունը · (տեղ.)

noicon

Ձայնային ֆայլն ստեղծվել է հետևյալ տարբերակի հիման վրա (հունվարի 23, 2018) և չի պարունակում այս ամսաթվից հետո կատարված փոփոխությունները։ Տես նաև ֆայլի մասին տեղեկությունները կամ բեռնիր ձայնագրությունը Վիքիպահեստից։ (Գտնել այլ աուդիո հոդվածներ)

Նախթի դամբարան, 18-րդ դինաստիա, Թեբե, Հին Եգիպտոս։ Եգիպտացիները ճզմում են խաղողը՝ հյութը քամելու և ապա խմորման ճանապարհով գինի ստանալու համար։

Կիրառական տեսանկյունից, մանրէներն օգտագործվել են կենսաբանական զենքի պատրաստումից մինչև սննդի ֆերմենտային մշակման համար․ խմորասնկերի միջոցով քաղաքակրթության զարգացման ամենասկզբից, ինչպես օրինակ՝ Հին Եգիպտոսում, մարդիկ պատրաստել են հաց, գարեջուր և գինի։ Բակտերիաները և վիրուսները կարող են լինել ախտածիններ՝ պատճառ դառնալով մարդու, մշակաբույսերի և ընտանի կենդանիների բազմաթիվ հիվանդությունների։ Խմորումը (ֆերմենտացիան) քիմիական նյութերի կարևոր աղբյուր է, քանի որ քիմիական արտադրության մեջ դրա միջոցով ստեղծվում են ֆերմենտների և կենսաբանական այլ ակտիվ նյութերի՝ հորմոնների և ինհիբիտորների սինթեզման ճանապարհներ։ Խմորումը կիրառվում է նաև վառելիքի որոշ տեսակների՝ էթանոլի և մեթանի արտադրության մեջ․ վառելիքի որոշ տեսակներ կարող են արտադրվել նաև ջրիմուռների կողմից։ Անաէրոբ միկրօրգանիզմները կարևոր են կեղտաջրերի մաքրման համար։ Գիտական հետազոտություններում, հատկապես գենետիկական և առնչվող հետազոտություններում, խմորասնկերը ծառայում են որպես մոդել օրգանիզմներ։

Արվեստում խմորմանը վերաբերող ամենահին ստեղծագործությունը մ․թ․ա․ 1800 թվականով վերագրվող շումերական «Նինկասիի հիմն»-ն է։ Միջին դարերում Ջովաննի Բոկաչչոյի «Դեկամերոնը» և Ջեֆրի Չոսերի «Քենթերբերյան պատմվածքները» պատմում են վարակի հանդեպ մարդկանց վախի և այն արդյունքների մասին, որոնք կարող է բերել վարակի գոյության մերժումը։ Արձակագիրները բազմիցս գրել են համավարակի ապոկալիպտիկ հնարավորությունների մասին․ դրա օրինակներից են՝ Մերի Շելլիի «Վերջին մարդ»-ը (1826), Ջեկ Լոնդոնի «Նոսֆերատու»-ն (1922)։ 1971 թվականին Մայքլ Քրայթոնի «Անդրոմեդա շտամմ» վեպը պատմում է տիեզերական մի միկրօրգանիզմի մասին, որը վտանգում էր Երկրի վրա կյանքի գոյությունը։

Միկրոկենսաբանները Ալեքսանդր Ֆլեմինգից սկսած մանրակերտերի ստեղծման համար օգտագործել են ներկված և լուսարձակող բակտերիաների գաղութներ։

Նախապատմություն

Օրացույց միջնադարյան ժամագրքից։ Դեկտեմբեր ամսվա էջի վրա պատկերված է, թե ինչպես է հացթուխը հացը մտցնում վառարան (մոտ 1490-1500 թվականներ):

Քանի որ մինչև նոր դարերը միկրոօրգանիզմներն ուղղակիորեն հայտնի չէին, գրականության մեջ և արվեստում նրանք հայտնվում էին անուղղակի՝ հացի թխման և խմորման ձևով։ 1665 թվականին Ռոբերտ Հուկի մանրադիտակի հայտնաբերումից հետո գրեց իր «Միկրոգրաֆիա» ստեղծագործությունը^[1], իսկ Անտոն վան Լևենհուկը 1670-ին^[2] առաջարկեց հիվանդությունների ծագման մանրէային տեսությունը` այս երկու հետազոտությունները նպաստեցին 19-րդ դարում միկրոբիոլոգիայի զարգացմանը, որը թույլ տվեց միկրօրգանիզմները ուսումնասիրել ուղղակիորեն, բացահայտել նրանց կենդանի բնույթը և նրանց կիրառությունը բերել գիտական ոլորտ^[3]։ Նույն պատճառով, այդ ժամանակից սկսած, միկրոօրգանիզմները գրականության մեջ և արվեստում սկսեցին կիրառվել և պատկերվել ուղղակիորեն^[4]։

Կիրառություն

16-րդ դարի գարեջրի գործարան։

Սննդի արտադրություն

Մանրէների ուղղորդված խմորումն օգտագործվում է գարեջրագործության, գինեգործության, հացագործություն, մարինացման և կաթնամթերքի, օրինակ՝ մածունի, պանիրի արտադրության մեջ։ Մանրէների միջոցով սննդի բաղադրիչները ենթարկվում են ուղղորդված քիմիական փոփոխության, որի միջոցով ստանում են ցանկալի հատկանիշներով սնունդ։ Այս գործընթացում ներառված հիմնական միկրոօրգանիզմներն են խմորասնկերը՝ գինու, գարեջրի և հացագործության դեպքում և բակտերիաները՝ անաէրոբ ֆերմենտացված բանջարեղենի, կաթնամթերքի և թթխմորով ստացված հացեղենի դեպքում։ Տարբեր մշակույթներ ժամանակի ընթացքում միկրոօրգանիզմներն օգտագործել են համի և հոտի հաղորդման, ախտածինների ճնշման, մարսողության և ախորժակի բարձրացման, տարբեր արժեքավոր սննդային բաղադրիչների՝ ալկոհոլի, օրգանական թթուներ, վիտամիններ, ամինաթթուներ և ածխաթթու գազ^[5][6][7]։

Ջրի մաքրում

Կեղտաջրերի թթվածնային մաքրման գործընթացը հիմնված է միկրոօրգանիզմների՝ օրգանական միացությունների օքսիդացման ընդունակության վրա։ Անաէրոբ մանրէները նվազեցնում են ջրի տղմային բաղադրիչները՝ արտադրելով մեթան և բյուրեղային նստվածք։ Խմելու ջրի մաքրման մեթոդներից մեկը՝ ավազային դանդաղ ֆիլտրումը, ունի գելային շերտ՝ կազմված միկրորգանիզմների տարբեր տեսակներից, որը ջրից մարքում է լուծված և անլուծելի մասնիկները^[8]։

Էներգիա

Միկրոօրգանիզմները կիրառվում են էթանոլի^[9] և կենսագազերով աշխատող շարժիչներում մեթանի ստացման համար արտադրության մեջ^[10]։ Գիտնականները հետազոտում են ջրիմուռներից ստացված հեղուկ վառելիքի կիրառությունը^[11], ինչպես նաև բակտերիաներին՝ գյուղատնտեսական և քաղաքային թափոններից վառելիքի ստացման համար^[12]։

Քիմիական միացություններ, ֆերմենտներ

Վաղ կենսառեակտոր, 1957, պահպանվում է Լոնդոնի գիտության թանգարանում։

Միկրոօրգանիզմներն օգտագործվում են շատ առևտրային և արտադրական նպատակների համար՝ քիմիական միացությունների, ֆերմենտների և այլ կենսաբանորեն ակտիվ միացությունների արտադրության մեջ, հաճախ՝ սպիտակուցների ինժեներիայում։ Օրինակ՝ քացախաթթուն ստացվում է Acetobacter aceti բակտերիայից, կիտրոնաթթուն՝ Aspergillus niger սնկից և այլն։ Միկրոօրգանիզմները կիրառվում են տարբեր կենսաբանորեն ակտիվ մոլեկուլների և ֆերմենտների պատրաստման մեջ։ Օրինակ՝ ստրեպտոկինազը սինթեզում է Streptococcus-ը։ Ցիկլոսպորին A-ն իմունոսուպրեսոր է օրգանների փոխպատվաստման ժամանակ, իսկ ստատինները ծառայում են արյան խոլեստերոլի նվազեցման մեջ, այն արտադրում է խմորասունկ Monascus purpureus-ը^[13]։

Գիտություն

Միկրոօրգանիզմները միկրոկենսաբանության, կենսաքիմիայի, գենետիկայի և մոլեկուլային կենսաբանության կարևոր գործիքներից են։ Խմորասնկեր՝ Saccharomyces cerevisiae և Schizosaccharomyces pombe-ը գիտության մեջ կարևոր մոդելային օրգանիզմներ են, քանի որ նրանք պարզ էուկարիոտներ են, կարող են արագ աճել և հեշտությամբ հարմարվում են փոփոխություններին^[14]։ Այս օրգանիզմները առավել կարևոր են գենետիկայի, գենոմիկայի և պրոտեոմիկայի համար, օրինակ՝ սպիտակուցների արտադրության մեջ^{[15][16][17][18]}։

Հետազոտողներն աշխատում են ԱՄՆ-ի Կենսաբանական Զենքի Լաբորատորիաների III դասի սենյակնկերում, Քեմփ Դեթրիք, Մերիլենդ, 1940-ականներ

Զենք

Ախտածին միկրոօրգանիզմները և նրանց արտադրած թունավոր նյութերը դիտարկվել են որպես զենքի հնարավոր տեսակներ^[19]։ Կենսաբանական զենքի սկզբնական ձևերը օգտագործվել են դեռ անտիկ ժամանակներում^[20]։ Մ․թ․ա․ 6-րդ դարում ասորիները սնկով թունավորել են թշնամու ջրհորները։ 1346 թվականին ժանտախտից մահացած Ոսկե Հորդայի մոնղոլ ռազմիկների մարմինները շպրտում էին Կաֆֆայի պարիսպների վրայով՝ ենթադրաբար նպաստելով Սև մահի տարածմանը Եվրոպայում^{[21][22][23][24]}։ Բակտերիոլոգիայի 20-րդ դարի զարգացումը բերեց պատերազմում կենսաբանական զենքի կիրառման հետաքրքրությանը։ Կայսերական Գերմանիան Առաջին համաշխարհային պատերազմի ընթացքում կազմակերպել է սիբիրախտի և խլախտի կենսաբանական դիվերսիա^[25]։ Երկրորդ համաշխարհային պատերազմի ժամանակ, Բրիտանիան զենքի վերածեց տուլարեմիան, սիբիրախտը, բրուցելոզը և բոտուլիզմը, բայց երբեք չօգտագործեց դրանք^[26]։ ԱՄՆ-ն նույնպես մշակեց կենսաբանական զենքի բաղադրիչներ^[27]՝ ստեղծելով սիբիրախտի սպորներ, բրուցելոզի և բոտուլիզմի թույներ, հնարավոր ռազմական նպատակների համար^[28]։ Ճապոնիան կենսաբանական զենքի պատրաստման համար փորձեր է կատարում բանտարկյալների վրա և ցանկանում էր զենքն օգտագործեր, բայց պատերազմն ավարտվեց^{[29][30][31][32][33]}։

Առողջապահություն

Միկրոօրգանիզմները մարդու և կենդանիների շատ ախտածին հիվանդությունների ախտածիններ են։ Ախտածին բակտերիաները առաջացնում են օրինակ՝ ժանտախտ, տուբերկուլոզ և սիբիրախտ։ Նախակենդանիները առաջացնում են, օրինակ՝ մալարիա, քնախտ, դիզենտերիա և տոքսոպլազմոզ։ Մանրադիտակային սնկերը առաջացնում են, օրինակ՝ տրիխոֆիտիա, կանդիդոզ և հիստոպլազմոզ։ Ախտածին վիրուսները կարող են առաջացնել այնպիսի հիվանդություններ, ինչպիսիք են՝ գրիպը, դեղին տենդը և ՁԻԱՀ-ը^[34][35]

Տարրական միկրոօրգանիզմների, հատկապես բակտերիաների կողմից վարակի առաջացումը և սննդի նեխումը կանխարգելելու համար մշակվել է հիգիենան^[36]։

Մանրէները ավելի խոշոր օրգանիզմների հետ կարող են կազմել էնդոսիմբիոտիկ հարաբերություն։ Օրինակ՝ մարդու մարսողական համակարգում ապրող բակտերիաները նպաստում են մարսողությանը՝ մարսելով բարդ անմարսելի ածխաջրերը և սինթեզում վիտամիններ՝ ֆոլաթթու և բիոտին^[37]։

Գյուղատնտեսություն

Մանրէները, այդ թվում՝ բակտերիաները^[38][39], սնկերը և վիրուսները տարածված բուսական ախտածիններ են, առաջացնում են մշակաբույսերի տարբեր հիվանդություններ։ Սնկերը առաջացնում են բույսերի լուրջ հիվանդություններ, օրինակ՝ եգիպտացորենի գորշ ժանգը, ցորենի ժանգը և կեղծ ալրացողը։ Վիրուսներով է պայմանավորված, օրինակ՝ տերևների խճանկարային հիվանդությունները^[40][41]։ Օոմիցետ Phytophthora infestans-ը առաջացնում է կարտոֆիլի ֆիտոֆտորոզ, որը նպաստեց 1840-ականներին Իռլանդական մեծ սովի առաջացմանը^[42]

Գրականություն, երաժշտություն, արվեստ

Լինելով շատ փոքր և անհայտ մինչև մանրադիտակի հայտնաբերումը՝ միկրոօրգանիզմները ուղղակիորեն չէին արտահայտվում գրականության և արվեստի մեջ մինչև նոր դարերը, երբ Անտոն վան Լևենհուկը 1676 թվականին ուսումնասիրեց ջրի միկրոօրգանիզմները և որի արդյունքները հետագայում հաստատեց Ռոբերտ Կուկը^[43]։ Մի շարք խոշոր հիվանդություններ, օրինակ՝ տուբերկուլոզը, բազմիցս հայտնվում է գրականության, կինոյի, օպերայի և երաժշտության մեջ^[44]։

Գրականություն

Գրականության մեջ համավարակին վերաբերող պոստապոկալիպտիկ պատմությունները վեպերում են հայտնվել Մերի Շելլիի 1826 թվականի «Վերջին մարդը» և Ջեկ Լոնդոնի 1912 թվականի «Ալ ժանտախտը» ստեղծագործություններից սկսած։ Ժանտախտին վերաբերվող միջնադարյան ստեղծագործություններից է Ջիովաննի Բոկաչչիոյի «Դեկամերոնը» և Ջեֆրի Չոսերի «Քենթերբերյան պատմվածքները»․ երկուսն էլ վերաբերում են ժանտախտի հանդեպ մարդկանց ունեցած վախին և մերժմանը^[45]։

Գարեջրագործությունը դեռ Հին Շումերից սկսած փառաբնվել և տոնվել է չափածոյում․ առաջին այդպիսի ստեղծագործությունը թվագրվում է մոտ մ․թ․ա․ 1800 թվականին, կոչվում է «Նինկասիի հիմն» և գրվել է կավե սալիկների վրա։ Նինկասին՝ գարեջրի պահապան աստվածությունը և Նինկին՝ գարեջրի ստեղծող Էնկիի, «ալ լճի թագուհին» այս հիմնում միասին պատրաստում են գարեջուր^[46]։

Ծանոթագրություններ

1. Hooke, Robert (1665). Micrographia: Or Some Physiological Descriptions of Minute Bodies Made by Magnifying Glasses, with Observations and Inquiries Thereupon. Courier Dover. ISBN 0-486-49564-7. Վերցված է 2014 թ․ հուլիսի 22-ին.
2. Payne, A.S. (1970). The Cleere Observer: A Biography of Antoni Van Leeuwenhoek. Macmillan. էջ 13.
3. «Germ Theory». Rank. Վերցված է 2016 թ․ սեպտեմբերի 27-ին.
4. «Menagerie of Microbes». Ascus. Արխիվացված օրիգինալից 2016 թ․ սեպտեմբերի 27-ին. Վերցված է 2016 թ․ սեպտեմբերի 27-ին.
5. «Dairy Microbiology». University of Guelph. Վերցված է 2006 թ․ հոկտեմբերի 9-ին.
6. Steinkraus, K. H., ed. (1995). Handbook of Indigenous Fermented Foods. Marcel Dekker.
7. Hui, Y. H.; Meunier-Goddik, Lisbeth; Josephsen, Jytte; Nip, Wai-Kit; Stanfield, Peggy S. (2004). Handbook of Food and Beverage Fermentation Technology. CRC Press. էջեր 27 and passim. ISBN 978-0-8247-5122-7.
8. Gray, N.F. (2004). Biology of Wastewater Treatment. Imperial College Press. էջ 1164. ISBN 1-86094-332-2.
9. Kitani, Osumu; Carl W. Hall (1989). Biomass Handbook. Taylor & Francis US. էջ 256. ISBN 2-88124-269-3.
10. Pimental, David (2007). Food, Energy, and Society. CRC Press. էջ 289. ISBN 1-4200-4667-5.
11. Tickell, Joshua; և այլք: (2000). From the Fryer to the Fuel Tank: The Complete Guide to Using Vegetable Oil as an Alternative Fuel. Biodiesel America. էջ 53. ISBN 0-9707227-0-2.
12. Inslee, Jay; և այլք: (2008). Apollo's Fire: Igniting America's Clean Energy Economy. Island Press. էջ 157. ISBN 1-59726-175-0.
13. Biology textbook for class XII. National council of educational research and training. 2006. էջ 183. ISBN 81-7450-639-X.
14. «Yeast as a touchstone in post-genomic research: strategies for integrative analysis in functional genomics». J. Biochem. Mol. Biol. 37 (1): 93–106. 2004. doi:10.5483/BMBRep.2004.37.1.093. PMID 14761307. Արխիվացված է օրիգինալից 2008 թ․ հունիսի 15-ին. Վերցված է 2017 թ․ նոյեմբերի 3-ին. {{cite journal}}: Cite uses deprecated parameter |authors= (օգնություն)
15. Suter B, Auerbach D, Stagljar I (2006). «Yeast-based functional genomics and proteomics technologies: the first 15 years and beyond». BioTechniques. 40 (5): 625–44. doi:10.2144/000112151. PMID 16708762.
16. Sunnerhagen P (2002). «Prospects for functional genomics in Schizosaccharomyces pombe». Curr. Genet. 42 (2): 73–84. doi:10.1007/s00294-002-0335-6. PMID 12478386.
17. Soni, S.K. (2007). Microbes: A Source of Energy for 21st Century. New India Publishing. ISBN 81-89422-14-6.
18. Moses, Vivian; և այլք: (1999). Biotechnology: The Science and the Business. CRC Press. էջ 563. ISBN 90-5702-407-1.
19. Wheelis, Mark; Rózsa, Lajos; Dando, Malcolm (2006). Deadly Cultures: Biological Weapons Since 1945. Harvard University Press. ISBN 0-674-01699-8.
20. Mayor, Adrienne (2003). Greek Fire, Poison Arrows & Scorpion Bombs: Biological and Chemical Warfare in the Ancient World. Woodstock, N.Y.: Overlook Duckworth. ISBN 978-1-58567-348-3.
21. Wheelis, Mark (2002). «Biological warfare at the 1346 siege of Caffa». Emerg Infect Dis. Center for Disease Control. 8 (9): 971–5. doi:10.3201/eid0809.010536. PMC 2732530. PMID 12194776.
22. Barras, Vincent; Greub, Gilbert (2014). «History of biological warfare and bioterrorism». Clinical Microbiology and Infection. 20 (6): 497–502. doi:10.1111/1469-0691.12706.
23. Andrew G. Robertson, and Laura J. Robertson. "From asps to allegations: biological warfare in history," Military medicine (1995) 160#8 pp: 369–373.
24. Rakibul Hasan, "Biological Weapons: covert threats to Global Health Security." Asian Journal of Multidisciplinary Studies (2014) 2#9 p 38. online Արխիվացված 2014-12-17 Wayback Machine
25. Koenig, Robert (2006), The Fourth Horseman: One Man's Secret Campaign to Fight the Great War in America, PublicAffairs.
26. Prasad, S.K. (2009). Biological Agents, Volume 2. Discovery Publishing House. էջ 36. ISBN 978-81-8356-381-9.
27. Covert, Norman M. (2000), "A History of Fort Detrick, Maryland", 4th Edition: 2000. Արխիվացված 2012-01-21 Wayback Machine
28. Guillemi n, J. (2006). «Scientists and the history of biological weapons: A brief historical overview of the development of biological weapons in the twentieth century». EMBO Reports. 7 (Spec No): S45–S49. doi:10.1038/sj.embor.7400689. PMC 1490304. PMID 16819450.
29. Williams, Peter; Wallace, David (1989). Unit 731: Japan's Secret Biological Warfare in World War II. Free Press. ISBN 0-02-935301-7.
30. Naomi Baumslag, Murderous Medicine: Nazi Doctors, Human Experimentation, and Typhus, 2005, p.207
31. «Weapons of Mass Destruction: Plague as Biological Weapons Agent». GlobalSecurity.org. Վերցված է 2014 թ․ դեկտեմբերի 21-ին.
32. Amy Stewart (2011 թ․ ապրիլի 25). «Where To Find The World's Most 'Wicked Bugs': Fleas». National Public Radio.
33. Russell Working (2001 թ․ հունիսի 5). «The trial of Unit 731». The Japan Times.
34. Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J. (2002). «Introduction to Pathogens». Molecular Biology of the Cell (4th ed.). Garland Science. էջ 1.
35. «MetaPathogen». Արխիվացված է օրիգինալից 2017 թ․ հոկտեմբերի 5-ին. Վերցված է 2015 թ․ հունվարի 15-ին.
36. «Hygiene». Վերցված է 2016 թ․ հունիսի 29-ին.
37. O'Hara, A.; Shanahan, F. (2006). «The gut flora as a forgotten organ». EMBO Rep. 7 (7): 688–93. doi:10.1038/sj.embor.7400731. PMC 1500832. PMID 16819463.
38. Burkholder (1948 թ․ հոկտեմբեր). «Bacteria as Plant Pathogens». Annual Review of Microbiology. Cornell University. 2: 389–412. doi:10.1146/annurev.mi.02.100148.002133. PMID 18104350.
39. Jackson RW (editor). (2009). Plant Pathogenic Bacteria: Genomics and Molecular Biology. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-37-0. {{cite book}}: |author= has generic name (օգնություն)
40. Agrios, George N. (1972). Plant Pathology (3rd ed.). Academic Press.
41. Isleib, Jim (2012 թ․ դեկտեմբերի 19). «Signs and symptoms of plant disease: Is it fungal, viral or bacterial?». Michigan State University. Վերցված է 2016 թ․ սեպտեմբերի 28-ին.
42. Kinealy, Christine (1994). This Great Calamity. Gill & Macmillan. էջեր xv and passim. ISBN 0-7171-1881-9.
43. «Antonie van Leeuwenhoek (1632–1723)». BBC. 2014. Վերցված է 2016 թ․ հունիսի 29-ին.
44. «Pulmonary Tuberculosis/In Literature and Art». McMaster University History of Diseases. Վերցված է 2017 թ․ հունիսի 9-ին.
45. Riva, Michele Augusto; Benedetti, Marta; Cesana, Giancarlo (2014 թ․ հոկտեմբեր). «Pandemic Fear and Literature: Observations from Jack London's 'The Scarlet Plague' [another dimension]». Emerging Infections Diseases. 20 (10): online. doi:10.3201/eid2010.130278.(չաշխատող հղում)
46. «Discover the Oldest Beer Recipe in History From Ancient Sumeria, 1800 B.C.». Open Culture. 2015 թ․ մարտի 3. Վերցված է 2016 թ․ հունիսի 29-ին.