अनुभाग 10: मानव कल्याणासाठी सूक्ष्मजीव

मैदानी वनस्पती आणि प्राणी असेल तरी, या पृथ्वीवरील जैविक प्रणालीचे मुख्य घटक सूक्ष्मजीव आहेत. तुम्ही कक्षा XI मध्ये जीवनाच्या विविधतेविषयी शिकला आहात. तुम्हाला आठवते का? जीवनाच्या प्राण्यांमधील कोणत्या राज्यामध्ये सूक्ष्मजीव आहेत? कोणते फक्त सूक्ष्म आहेत? सूक्ष्मजीव जवळपास सर्वत्र आहेत - मातीमध्ये, पाण्यामध्ये, हवेत, आपल्या शरीरामध्ये आणि इतर प्राण्यांच्या आणि वनस्पतींच्या शरीरामध्ये. ते तेथे दिसून येतात जिथे इतर कोणतीही जीवनरूपे असणे शक्य नाही - जसे की उष्णता 1000C पर्यंत असलेल्या उष्णता टेंट्स (जीवरस) भितीच्या खोलीत, मातीच्या खोलीत, अनेक मीटर मोठ्या पर्वांच्या झाडांखाली, आणि अत्यंत अम्लीय वातावरणात. सूक्ष्मजीव विविध आहेत - प्रोटोझोआ, बॅक्टीरिया, फांगी, सूक्ष्म प्राणी आणि वनस्पती वायरस, वियोईड्स आणि प्रिओन्स यासारखे आहेत जे प्रोटीनसारखे संक्रामक एजंट्स आहेत. काही सूक्ष्मजीव चित्र 10.1 आणि 10.2 मध्ये दर्शविले आहेत.

चित्र 10.1 बॅक्टीरिया: (अ) रूपाकार डोके, 1500X वाढवलेले; (ब) गोल रूपाकार, 1500X वाढवलेले; (स) रूपाकार डोका ज्याला फॅलिक्स आहेत, 50,000X वाढवलेले

चित्र 10.2 वायरस: (अ) बॅक्टीरिओफेज; (ब) एडेनोवायरस जे त्वचारोग निर्माण करते; (स) रूपाकार टॅबॅको मॉझॅइक वायरस (TMV). अंदाजे 1,00,000–1,50,000X वाढवलेले

चित्र 10.3 (अ) पेट्री डिशमध्ये वाढत्या बॅक्टीरियांच्या संघांचे; (ब) पेट्री डिशमध्ये वाढत्या फांगीच्या संघांचे

बॅक्टीरिया आणि अनेक फांगी जसे की सूक्ष्मजीव पोषक माध्यमातून वाढू शकतात आणि संघांचा रूप घेतात (चित्र 10.3), जे भूचक्राने दिसतात. अशा संघांच्या प्रयोगांमध्ये सूक्ष्मजीवांविषयी अभ्यास करण्यास मदत होते.

अनुभाग 8 मध्ये तुम्ही शिकला आहात की सूक्ष्मजीव मानवांमध्ये एकाधिक रोग निर्माण करतात. ते प्राण्यांआणि वनस्पतींमध्ये देखील रोग निर्माण करतात. पण हे तुम्हाला सर्व सूक्ष्मजीव हानिकारक असल्याचे विचार करण्यास बंद करू नये. अनेक सूक्ष्मजीव मानवाला विविध प्रकारे उपयुक्त आहेत. सूक्ष्मजीवांच्या मानव कल्याणासाठी अद्भुत योगदानांचे याचिका या अनुभागात चर्चा केली आहे.

10.1 घरगुती उत्पादनात सूक्ष्मजीव [151]#

तुम्हाला आश्चर्य होईल की आम्ही दररोज सूक्ष्मजीव किंवा त्यांच्या उत्पादांचा वापर करतो. सामान्य उदाहरण दही दुधातून निर्माण करणे आहे. लॅक्टोबॅसिलस आणि इतर सामान्यतः लॅक्टिक ऍसिड बॅक्टीरिया (LAB) या नावाने ओळखले जाणारे सूक्ष्मजीव दुधात वाढतात आणि ते दहीमध्ये रूपांतरित करतात. वाढताना, LAB ऍसिड निर्माण करतात जे दुधाच्या प्रोटीनची गटट करतात आणि आंशिकरित्या त्यांना अवशोषित करतात. नवीन दुधाला दही बनवण्यासाठी थोडे दही जसे की उन्ह किंवा स्टार्टर म्हणून जोडलेले दहीमध्ये दशलक्ष LAB आहेत, जे योग्य तापमानाखाली वाढतात आणि दुधाला दहीमध्ये रूपांतरित करतात, ज्यामुळे त्याची पोषणमूल्य बारकावण्यात येते कारण व्हिटामिन B12 वाढते. आमच्या पेशीच्या भितीतही, LAB रोगनिर्माण करणाऱ्या सूक्ष्मजीवांना नियंत्रण ठेवण्यासाठी खूप फायदेशीर भूमिका बजावतात.

डो ज्याला डोसा आणि इडली यासारख्या अनेक अनाज बनवण्यासाठी वापरकर्ता केले जाते, त्यात बॅक्टीरिया द्वारे भिगोणे होते. डोच्या फुललेल्या दिसण्याचे कारण CO2 गॅस निर्माण होण्यामुळे आहे. तुम्ही जाणून घेतले आहे की CO2 गॅसचा निर्माण करणारा खास चरणधर्म कोणता आहे? तुम्हाला वाटते की अशा भिगोण्यासाठी बॅक्टीरिया कोणत्याप्रकारे येतात? पण ते ब्रेड बनवण्यासाठी वापरले जाणारे बेकर्स येसर्व्हिस (Saccharomyces cerevisiae) द्वारे भिगोणे होते. अनेक पारंपारिक पेय पदार्थ आणि अनाज सूक्ष्मजीवांद्वारे भिगोण्यात येतात. दक्षिण भारताच्या काही भागातील पारंपारिक पेय पदार्थ ‘टॉडी’ आहे जे झाडांच्या सॅपमधून भिगोण्यात येते. सूक्ष्मजीवांद्वारे मासे, सोयाबीन आणि बांबूच्या झाडांच्या टुकड्यांचे भिगोणे अनाज बनवण्यासाठी केले जाते. पनीर आहे आणि त्यामध्ये सूक्ष्मजीवांचा वापर केला गेला आहे असे सर्वात पुराने अनाजांपैकी एक. पनीरच्या विविध प्रकारांमध्ये अद्भुत टेक्चर, स्वाद आणि चव आहेत, ज्यामुळे वापरलेल्या सूक्ष्मजीवांची खासतू आहे. उदाहरणार्थ, ‘स्विस पनीर’मधील मोठ्या फुटबॉलांचे कारण एक बॅक्टीरिया जसे की प्रोपिओनिबॅक्टीरियम शॅरमनिया द्वारे एक मोठ्या प्रमाणात CO2 निर्माण होते. ‘रॉकेफॉर्ट पनीर’ याला एक खास फांगीद्वारे भिगोण्यात येते, जी त्याला एक खास चव देते.

10.2 औद्योगिक उत्पादात सूक्ष्मजीव [151]#

औद्योगिक क्षेत्रातही सूक्ष्मजीव मानवाला उपयुक्त अनेक उत्पादांची उत्पादने करण्यासाठी वापरले जातात. पेय पदार्थी आणि एंटीबायोटिक्स यांचे उदाहरण आहेत. औद्योगिक प्रमाणात उत्पादन करण्यासाठी, सूक्ष्मजीवांना खूप मोठ्या भांड्यात वाढवले जातात ज्याला फर्मेंटर म्हणतात (चित्र 10.4).

चित्र 10.4 फर्मेंटर्स

10.2.1 भिगोण्यात येणारे पेय पदार्थी [152]#

सूक्ष्मजीव, विशेषतः येस्ट, इतिहासापासूनच विन, बीअर, व्हिस्की, ब्रांडी किंवा रम यासारख्या पेय पदार्थींचे निर्माण करण्यासाठी वापरले जाते. यासाठी ब्रेड बनवण्यासाठी वापरले जाणारे येस्ट Saccharomyces cerevisiae आहे जे ब्रेवरी येस्ट म्हणून ओळखले जाते, ते मॅल्टेड अनाज आणि फलामच्या ज्वारांचे भिगोणे करते आणि एथिल ऍसिड निर्माण करते. तुम्ही येस्टद्वारे एथिल ऍसिड निर्माण होणाऱ्या चरणधर्मांची ओळख करू शकता? भिगोण्यासाठी वापरलेल्या मूल घटकाच्या प्रकारानुसार आणि प्रक्रियेच्या प्रकारानुसार (डिस्टिलेशन आधी किंवा नंतर) विविध प्रकारचे अल्कोहोलिक पेय पदार्थी मिळतात. वाइन आणि बीअर डिस्टिलेशन आधी निर्माण होतात तर व्हिस्की, ब्रांडी आणि रम भिगोण्यात येणाऱ्या ब्रॅशमधून डिस्टिलेशन केलेल्या पेयातून निर्माण होतात. फर्मेंटेशन प्लांटची छायाचित्रे चित्र 10.5 मध्ये दर्शविली आहे.

चित्र 10.5 फर्मेंटेशन प्लांट

10.2.2 एंटीबायोटिक्स [152-153]#

सूक्ष्मजीवांद्वारे निर्माण केलेले एंटीबायोटिक्स दुसऱ्या शतकाच्या सर्वात महत्वाच्या आविष्कारांपैकी एक मानले जातात आणि मानव समाजाच्या कल्याणासाठी खूप योगदान देतात. ‘एंटी’ या ग्रीक शब्दामध्ये ‘विरुद्ध’ असेल आणि ‘बायो’मध्ये ‘जीवन’ असेल, यांच्या संयोगाने ‘जीवनाशी विरुद्ध’ असे म्हणतात (रोगनिर्माण करणाऱ्या अंगांच्या संदर्भात); पण मानवांच्या संदर्भात, ते ‘जीवनासाठी’ आहेत आणि विरुद्ध नाहीत. एंटीबायोटिक्स एक खास प्रकारचे रासायनिक पदार्थ आहेत जे काही सूक्ष्मजीवांद्वारे निर्माण केले जातात आणि इतर (रोगनिर्माण करणाऱ्या) सूक्ष्मजीवांना मृत्यु करू किंवा त्यांच्या वाढीना थांबवू शकतात.

तुम्हाला सामान्यतः वापरले जाणारे एंटीबायोटिक पेनिसिलिन याची ओळख आहे. तुम्ही जाणून घेतले आहे की पेनिसिलिन हा एकमेव एंटीबायोटिक आहे जो शोधला गेला होता आणि तो एक अनपेक्षित शोध होता. अलेक्स फ्लेमिंग स्टॅफिलोकॉकस बॅक्टीरियांवर काम करताना, त्याच्या न धुवलेल्या प्रयोगशाळा प्लेटमध्ये एक फांगी वाढली तर त्याच भोवती स्टॅफिलोकॉकस वाढू शकला नाही. त्याने त्याच्या फांगीद्वारे निर्माण केलेल्या रासायनिक पदार्थामुळे हे दिसले आणि त्याने त्याला फांगीपासून नाव दिले पेनिसिलिन. पण त्याचे पूर्ण प्रभावशील एंटीबायोटिक म्हणून जाणले गेले ते एर्नेस्ट चेन आणि हावर्ड फ्लोरी यांनी खूप नंतर दाखवले. हा एंटीबायोटिक दुसऱ्या महायुद्धात आम्ही जखमी अमेरिकन सैनिकांना ठीक करण्यासाठी वापरला होता. 1945 मध्ये फ्लेमिंग, चेन आणि फ्लोरी यांना ह्या शोधासाठी नोबेल पुरस्कार मिळाला.

पेनिसिलिननंतर, इतर एंटीबायोटिक्सही इतर सूक्ष्मजीवांपासून शोधले गेले. तुम्ही काही इतर एंटीबायोटिक्स नावे सांगू शकता आणि त्यांच्या स्रोतांची शोध करू शकता? एंटीबायोटिक्स आम्हाला जखमी रोगांचे उपचार करण्याची शक्ती बारकावली आहे जसे की प्लेग, काळी खांसी (काळी खांसी), डिफथरिया (गल घोटू) आणि लेप्रोसी (कुष्ठ रोग), जे जगभरात दशलक्षांना मृत्यु देत होते. आज, आम्ही एंटीबायोटिक्स न असलेला जग कधीही समजू शकत नाही.

10.2.3 रासायनिक पदार्थ, एन्जाइम्स आणि इतर बायोऍक्टिव यूनिटीज [153]#

सूक्ष्मजीवांद्वारे औद्योगिक आणि वाणिज्यिक उत्पादनासाठी अनेक रासायनिक पदार्थ जसे की ओरगिक ऍसिड, ऍलकोहोल आणि एन्जाइम्स उत्पादित केले जातात. ऍसिड निर्माण करणाऱ्या सूक्ष्मजीवांचे उदाहरण आहे सिट्रिक ऍसिडचे अस्पर्गिलस निगर (एक फांगी), ऍसिडिक ऍसिडचे असिटोबॅक्टीरियम ऍसिटि (एक बॅक्टीरिया), ब्युटिरिक ऍसिडचे क्लोस्ट्रिडियम ब्युटिलिकम (एक बॅ