Մանրէները մարդկային մշակույթում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
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։

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

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

16-րդ դարի գարեջրի գործարան։

Սննդի արտադրություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[13]։

Գիտություն[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

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[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

  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.