ما هي التطورات التي حصلت على علم الأحياء الدقيقة؟
- روبرت كوخ وأبحاثه في الأمراض.
- أبحاث علماء للآخرين في المرض.
ومن أهم التطورات التي ساهمت في تقدم علم الأحياء الدقيقة الأبحاث التي تعلقت بإثبات “النظرية الجرثومية للمرض” (The Germ Theory Of Disease).
يُعدّ اكتشاف العلاقة بين الجراثيم والمرض من أهم الاكتشافات التي أدت إلى تطوّر علم الأحياء الدقيقة. فمنذ القِدَم لوحظ أن المريض قد يُؤدي إلى نقل المرض إلى الإنسان السليم.
1- روبرت كوخ وأبحاثه في الأمراض:
كانت الدراسات التي نشرها روبرت كوخ (Koch) عام 1876 ميلادي عن مرض الجمرة الخبيثة (Anthrax)، وهو مرض يُصيب المواشي، ومرض الجمرة الخبية هو مرض جرثومي مُعدي تُسببه بكتيريا (Bacillus Anthracis)، ذات أبواغ (حويصلات). وبالدراسة المجهرية لاحظ كوخ أن جرثومة المرض موجودة بشكل دائم في دم الحيوانات المُصابة به.
وعمل كوخ حثيثاً لإثبات العلاقة بين المرض والجرثومة. فأخذ كمية من دم الحيوان مُصاب وحقنها بحيوان سليم ولدهشته أصيب هذا الحيوان بهذا المرض، ثم أخذ مرة أخرى كمية من دم هذا الحيوان وأعطاها لحيوان ثالث فأصيب بالمرض وبنفس الأعراض التي لاحظها أول مرة. فأعاد الكرة لأكثر من عشرين مرة وفي كل مرة كان يُلاحظ ظهور المرض. وهنا توصل كوخ إلى قناعة بأن البكتيريا الموجودة في دم الحيوانات المصابة هي المسؤولة عن إحداث المرض.
ولكن كوخ لم يتوقف عند هذا الاكتشاف الهام، فأخذ كمية من دم حيوان مُصاب وزرعها على وسط غذائي في المختبر عِدة مرات، وأعاد حقنها في الحيوانات فحصل على مرض جديد وكانت تظهر الأعراض على الحيوانات تُماثل تلك التي شاهدها أول مرة.
وهنا وضع كوخ نظريته في العلاقة بين الجراثيم والمرض، والتي تنص على أنه لإثبات العلاقة بين الجراثيم وإحداث المرض فإنَّه:
- يجب أن تتواجد جراثيم المرض باستمرار في جسم الحيوان المصاب، ولا توجد في جسم حيوان سليم.
- يجب أن تُعزل جراثيم المرض على شكل مزارع نقية في المختبر (Pure Culture)، من الحيوانات المريضة.
- في حالة حقن الجراثيم من المزارع النقية في جسم حيوان سليم فإنَّها يجب أن تحدث المرض وبنفس الأعراض المعروفة عنه.
- يجب أن تُعزل الجرثومة من جديد من الحيوان المصاب، وتكون لها نفس خصائص الجرثومة الأصلية.
ولم تُؤدي دراسات كوخ إلى إثبات العلاقة بين البكتيريا والأمراض فحسب، وإنَّما فتحت مجالاً كبيراً لتقدم علم الأحياء الدقيقة، وادخلت مفاهيم جديدة في عزل الجراثيم مخبرياً وبشكل نقي، ورغم أن الحصول على البكتيريا بشكل نقي كان من الصعوبة بمكان ذلك لأن الجراثيم توجد دائماً على شكل مجموعات حيوية مُختلطة. ولكن كوخ لاحظ أن البكتيريا الموجودة في مُستعمرة بكتيرية (Colony) في الوسط الغذائي تكون دائماً من نوع واحد وهذا بدوره يسهل عليه عملية الحصول عليها بشكل نقي.
فقد استعمل كوخ شرائح من البطاطا وزرع عليها الجراثيم فكونت تجمعات خلوية منفصلة على شكل مستعمرات على سطح قطع البطاطا يُمكن رؤيتها بالعين المجردة. هذه المستعمرات ذات أشكال وألوان مُختلفة. فافترض كوخ بأن المستعمرات المختلفة تحتوي على البكتيريا ذات اشكال مُختلفة أيضاً. وعندما تزرع على وسط غذائي صلب كمادة غذائية تحتوي على الجيلاتين فإنَّه يُمكن أن تنمو هذه الجراثيم في مستعمرات يُمكن لتمييز فيما بينها.
وكان من أهم الاكتشافات التي حققها روبرت كوخ هو استعمال مادة الآجار (Agar) في الأوساط الغذائية لعزل الجراثيم. والآجار هو مادة معزولة من طحالب بحرية تذوب عند تسخينها إلى درجة الغليان، ولا تتجمد إلا عند درجة حرارة 43 درجة مئوية. وإذا أضيفت هذه المادة إلى الأوساط الغذائية المستعملة في عزل الجراثيم وتم تعقيمها فإنَّ الوسط الغذائي يُصبح جامداً ويُمكن عزل الجراثيم على سطحه على شكل مستعمرات بكتيرية.
2- أبحاث العلماء للآخرين في المرض:
هنالك العديد من العلماء الذين تميزوا في حقل الأحياء الدقيقة الطبية، ومن سخريات القدر أن بعضهم قد مات نتيجة إصابته بالجراثيم التي كانوا يدرسونها. فقد عزل جافكي (Gaffky) جرثومة مرض التيفوئيد، وعرف لوفلر (Loeffler) جرثومة مرض الخانوق (الدفتيريا)، وزرع كيتاساتو(Kitasato) الجرثومة المسببة لمرض الكزاز (التيتانس)، أما العالم تايلر ريكتس (T.Ricketts)، فقد أصيب بمرض التيفوس أثناء دراسته للمرض وتوفي نتيجة ذلك.
