- Μικροβιακή Οικολογία

Οι μικροοργανισμοί πιστεύεται ότι είναι οι πρώτοι πιθανοί ζωντανοί οργανισμοί στη γη, αλλά ο ρόλος τους, στις γήινες οικολογικές διεργασίες, άρχισε να μελετιέται τον 19ο αιώνα, όταν ο Pasteur (1822-1895) ασχολήθηκε με το ρόλο των μικροοργανισμών στη βιο-διάσπαση των οργανικών συστατικών, ο de Saussure μελέτησε τη χωρητικότητα του εδάφους σε μικροοργανισμούς και την ικανότητά τους να οξειδώνουν το αέριο υδρογόνο, οι Schloesing και Mϋntz (1879) βρήκαν ότι το αμμώνιο στα αστικά απόβλητα οξειδώνεται προς νιτρικά, αν χρησιμοποιηθεί άμμος και διέλθουν από εκεί τα απόβλητα, ενώ ο Winogradsky (1856-1953) απομόνωσε μικροοργανισμούς “νιτροποιητές” και περιέγραψε τη μικροβιακή οξείδωση του υδρόθειου (Η2S) και του θείου (S), καθώς και την οξείδωση σιδηρούχων μεταλλευμάτων. Αργότερα, ο Beijerinck (1851-1931) προσέφερε αρκετά στη γνώση της ανακύκλωσης του αζώτου και του θείου με τη βοήθεια των μικροοργανισμών, μελετώντας, μεταξύ άλλων, την αναγωγή των νιτρικών, τη μεθανογένεση και τη μεθανοτροφία. Στα μέσα του 20ου αιώνα πραγματοποιήθηκε μεγάλη πρόοδος στη γνώση του μικροβιακού μεταβολισμού, ως προς την ανακύκλωση των υλικών ( Bernardus van Niel (1897-1985) , Stanier, Kluyrer κ.α), ενώ μόλις το 1970 αναγνωρίζεται διεθνώς ο ρόλος των μικροοργανισμών στη φύση.
Η βιομηχανία τροφίμων χρησιμοποιεί, σε μεγάλη κλίμακα, γαλακτικό και κιτρικό οξύ τα οποία παράγονται με τη βοήθεια βακτηρίων και μυκήτων. Εξάλλου, η παρασκευή ψωμιού, κρασιού και μπύρας, γίνεται με τη βοήθεια ζυμομυκήτων, ενώ η παρασκευή διαφόρων προϊόντων από το γάλα με τη βοήθεια βακτηρίων του γαλακτικού οξέος, το ξύδι με βακτήρια της οξικής ζύμωσης και γενικά οι μικροοργανισμοί κατέχουν σημαντική θέση στην οικιακή οικονομία.
Οι μικροβιακές μετατροπές, συγκρινόμενες με εκείνες που επιτυγχάνονται με χημικές μεθόδους, χαρακτηρίζονται από εξειδικευμένη και υψηλή απόδοση. Τέτοιες διεργασίες και μετατροπές επιτυγχάνονται με ένζυμα τα οποία λαμβάνονται από καλλιέργειες μικροοργανισμών. Για παράδειγμα, για την υδρόλυση του αμύλου συμμετέχουν οι αμυλάσες, για τη βυρσοδεψία οι πρωτεϊνάσες, οι κυτταρινάσες για τη διάσπαση της κυτταρίνης των φυτικών κυττάρων, οι πεκτινάσες για να καθαρίζονται οι λεκέδες των ρούχων από τα φρούτα κ.λ.π.
Η χρήση φυσικών αντιβιοτικών, που είναι προϊόντα μεταβολισμού μυκήτων και βακτηρίων, συνιστά αλάνθαστη μέθοδο καταπολέμησης ασθενειών που προκαλούνται από βακτήρια.
Οι εφαρμογές των αρχών και των μεθόδων της Μικροβιακής Οικολογίας, μας επιτρέπουν να μελετούμε και να αντιμετωπίζουμε καλύτερα τα φαινόμενα τα οποία επηρεάζουν την οικονομική μας υπόσταση, τη δημόσια υγεία και ουσιαστικά την ποιότητα του γήινου περιβάλλοντος με γνώμονα την αειφορική διάσταση της ανάπτυξης. Εξάλλου, μας έχει εφοδιάσει με επιστημονικές πληροφορίες και εξηγήσεις για παραδοσιακές πρακτικές, για τις οποίες είχαμε συχνά εμπειρικές γνώσεις. Περισσότερο όμως σημαντικό είναι ότι με τη γνώση της ‘’Οικολογίας των Μικροοργανισμών’’ μπορούμε σήμερα να επιλύσουμε προβλήματα τα οποία σχετίζονται με τη γεωργία, με την επανάκτηση των πόρων του περιβάλλοντος, με τη δημόσια υγεία και με τα προβλήματα ρύπανσης, κάτω από μια ολιστική επιστημονική προσέγγιση. Εξάλλου, η αλλοίωση των τροφών, η καταστροφή των υλικών, το πόσιμο νερό, το γόνιμο έδαφος μιας καλλιέργειας και η αποδεκτή απόρριψη υγρών αποβλήτων και στερεών απορριμμάτων σε μια περιοχή, είναι παλιά προβλήματα της ανθρώπινης κοινωνίας. Αυτά μάλιστα τα προβλήματα είχαν αντιμετωπιστεί μέχρις ένα βαθμό, πριν ακόμη αποκτηθούν οι γνώσεις της μικροβιολογίας. Όμως, η αύξηση του πληθυσμού της γης, η αστικοποίηση και η βιομηχανοποίηση, έχουν δημιουργήσει καταστάσεις, οι οποίες δεν είναι δυνατόν να αντιμετωπιστούν με τους κλασικούς, παραδοσιακούς τρόπους, οι οποίοι με τα σημερινά δεδομένα είναι ανεπαρκείς. Η αναθεώρηση λοιπόν στην αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών προβλημάτων και η βελτιστοποίηση των πιο πάνω μικροβιακών διεργασιών, λειτουργιών και πρακτικών, απαιτεί την όσο το δυνατόν καλύτερη γνώση των μικροβιακών μηχανισμών, τόσο από βιολογική, όσο και από οικολογική άποψη. Άλλωστε, είναι γνωστός από παλιά ο ρόλος των μικροοργανισμών για την επίλυση περιβαλλοντικών και οικονομικών προβλημάτων, για την υγεία και τα τρόφιμα, αλλά και στην ανακύκλωση των υλικών της φύσης, στην οικονομία των βιο-στοιχείων της γης, στη γεωργία, στη ρύπανση, στην επεξεργασία των αποβλήτων και του πόσιμου νερού, στη βιο-μεταλλουργία, στη βιομηχανία τροφίμων και σε άλλους τομείς.