Vi sinh vật là các sinh vật có kích thước cực nhỏ bé mà chúng ta không thể quan sát được bằng mắt thường. Sự “có mặt” của vi sinh vật đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong hệ sinh thái tự nhiên. Cùng tìm hiểu cụ thể vi sinh vật là gì, cũng như đặc điểm, cấu tạo và vai trò của vi sinh vật trong những chia sẻ sau đây.
Vi sinh vật là gì?
Vi sinh vật là tất cả các sinh vật đơn bào, đa bào nhân sơ hoặc nhân thực sở hữu đặc điểm kích thước rất nhỏ. Vì kích thước quá nhỏ nên để quan sát được các loài vi sinh vật này chúng ta cần phải sử dụng kính hiển vi.
Vi sinh vật bao gồm virus, vi khuẩn, nấm, tảo và nguyên sinh động vật. Hiện vi sinh vật được sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau để phục vụ trong các lĩnh vực của cuộc sống.
Đặc điểm chung của vi sinh vật
Vi sinh vật sở hữu những đặc điểm chung cơ bản như sau:
- Khả năng sinh trưởng cực nhanh chóng, ngoài khả năng chuyển hóa các chất hấp thụ nhanh chóng, các vi sinh vật còn có khả năng sinh trưởng cực mạnh. Có thể thấy được tốc độ sinh sôi nảy nở của chúng khó có sinh vật nào so sánh được.
- Các vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé, để có thể đo được kích thước vi sinh vật cần sử dụng đến đơn vị Micromet. Mặc dù là loài có kích thước nhỏ nhất, nhưng chúng lại có khả năng hấp thụ nhiều và chuyển hóa nhanh chóng hơn hẳn so với các loại sinh vật khác.
- Có thể tồn tại ở môi trường khắc nghiệt, ngay cả những nơi mà nhiều sinh vật khác không tồn tại được. Nhờ quá trình tiến hoá lâu dài mà các vi sinh vật đã có thể tự tạo được cho mình các cơ chế điều hòa, trao đổi chất để có thể dễ thích ứng được với nhiều điều kiện sống khác nhau.
- Dễ phát sinh các biến dị bởi đa số vi sinh vật là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh với số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống.
Tìm hiểu các loại vi sinh vật thường gặp
Hiện các nhóm vi sinh được phân bố vô cùng rộng lớn ở bên ngoài tự nhiên. Theo số liệu thống kê, hiện có đến khoảng trên 100 nghìn loài, tương lai còn có thể sẽ nhân rộng hơn bởi tính chất dễ phát sinh đột biến.
Trong số đó có khoảng 69 nghìn loài nấm; 30 nghìn loài động vật nguyên sinh; ~1,5 nghìn loài vi khuẩn; 1,2 nghìn loại vi tảo; 1,2 nghìn loại virus và ricketxi.
Có thể thấy, số lượng và sự phân bố của các nhóm vi sinh trong tự nhiên rất lớn, chúng ta có thể nhóm chung chúng thành các nhóm vi sinh vật như:
- Virus
- Vi khuẩn
- Xạ khuẩn
- Vi nấm
- Vi tảo
- Động vật nguyên sinh.
Môi trường sống chính của vi sinh vật
Vi sinh vật trong đất
Có thể nói đất là môi trường chứa nhiều loại vi sinh vật nhất, bởi vì đất đáp ứng được đầy đủ các điều kiện như độ ẩm, không khí, chất dinh dưỡng vô cơ, hữu cơ để giúp cho các vi sinh vật phát triển.
Tùy theo đặc điểm tính chất của đất và địa lý khác nhau mà các vi sinh vật sẽ được phân bố khác nhau:
- Đất trồng trọt: có rất nhiều vi sinh vật bởi chúng có nhiều chất mùn, thuận lợi cho các vi sinh sôi và phát triển.
- Đất sa mạc phần lớn là đất cát với điều kiện khá khắc nghiệt, nên lượng vi sinh sẽ ít hơn rất nhiều.
Ngoài ra, độ nông, sâu của đất cũng sẽ ảnh hưởng đến sự phân bố của vi sinh vật. Cụ thể, càng xuống sâu thì sẽ càng ít vi sinh vật hơn.
Vi sinh vật trong nước
Nước cũng là môi trường phù hợp giúp cho các vi sinh vật phát triển, bởi vi sinh vật rất hợp với điều kiện ẩm ướt. Nước ở các vùng địa lý khác nhau sẽ có sự phân bố khác nhau, cụ thể như:
Trong môi trường nước ngọt: nước ngầm và nước suối thường nghèo vi sinh vật, còn ở ao, hồ và sông bởi hàm lượng chất dinh dưỡng cao nên số lượng và thành phần vi sinh vật phong phú hơn.
Ở môi trường nước mặn tùy vào thành phần và nồng độ muối, lượng vi sinh vật cũng khác nhau. Với những môi trường càng mặn thì sẽ càng ít vi sinh vật sinh sống.
Vi sinh vật trong không khí
So với môi trường đất và nước thì môi trường không khí có ít vi sinh vật hơn, bởi đây không phải là môi trường thuận lợi để vi sinh vật phát triển. Trong không khí, hầu hết là các vi sinh vật có khả năng chịu được khô như: Vi khuẩn có nha bào, vi khuẩn sinh sắc tố, nấm,…
Vai trò của vi sinh vật
Những vi sinh vật có lợi sở hữu nhiều vai trò quan trọng như:
- Giúp chuyển hóa, tái tạo các chất hữu cơ thành chất dinh dưỡng như những quá trình: cố định đạm, cộng sinh, phân giải cellulose.
- Có tác dụng giúp giảm thiểu tình trạng nhiễm độc của đất do việc lạm dụng chất hữu cơ hóa học, thuốc diệt cỏ và thuốc trừ sâu trong nông nghiệp. Những hợp chất này ảnh hưởng nghiêm trọng đến các dạng sống có lợi cho đất.
- Vi khuẩn, nấm men và nấm mốc được sử dụng để chế biến các thực phẩm lên men.
- Vi khuẩn còn có thể dùng trong việc sản xuất thuốc trị bệnh, ví dụ như insulin hay cải thiện sinh học với những chất thải độc hại.
Xem thêm: Quá trình trao đổi chất là gì? Trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường
Một số ứng dụng của vi sinh vật ở trong đời sống
Ứng dụng của vi sinh vật trong nông nghiệp
Tỷ lệ vi sinh vật trong đất càng cao sẽ càng màu mỡ, do đó để phát triển nông nghiệp bền vững thì việc tăng cường hệ vi sinh vật trong đất là điều rất cần thiết.
Quần thể vi sinh vật trong đất bao gồm: vi khuẩn, xạ khuẩn, vi nấm, tảo, nguyên sinh động vật. Giữa vi sinh vật và các sinh vật khác ở trong đất có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, giúp tạo nên mạng lưới thức ăn đa dạng, phức tạp. Cụ thể, vi sinh vật sẽ phân hủy chất hữu cơ, xác động thực vật giúp tạo ra nguồn dinh dưỡng để nuôi sống thực vật, cùng với các sinh vật khác.
Hệ vi sinh vật giúp cải thiện cấu trúc đất, chuyển hóa dinh dưỡng trong phân bón để cung cấp cho cây trồng, phân giải chất hữu cơ trong đất để nhằm chuyển hóa chất khó tan thành chất dễ tan. Nhờ vậy mà cây trồng có thể dễ dàng hấp thụ dinh dưỡng hơn.
Ngoài ra, các vi sinh vật có trong đất còn có tác dụng cung cấp chất dinh dưỡng cho cây, giúp tiết ra các vitamin, chất sinh trưởng có lợi cho cây trồng, cố định Nitơ tự nhiên nhằm tạo ra đạm sinh học để có thể cung cấp cho cây trồng,…
Ứng dụng trong chăn nuôi
Vi sinh vật được đưa vào trong sản xuất thức ăn chăn nuôi nhằm giảm thiểu tỷ lệ vật nuôi mắc bệnh, cũng như giúp mang lại nhiều lợi ích khác. Nhờ vậy mà vật nuôi có thể sinh trưởng và phát triển nhanh mà không cần dùng chất tăng trọng gây hại, tránh việc phụ thuộc và lạm dụng thuốc kháng sinh chữa bệnh.
Ngoài ra, hiện nay việc tận dụng vi sinh vật để khử mùi hôi trong trang trại chăn nuôi cũng được nhiều nhà nông tin dùng, giúp làm giảm tình trạng ô nhiễm môi trường hiệu quả.
Vi sinh vật với những ứng dụng trong y học
Vi sinh vật còn được ứng dụng trong y học nhằm để sản xuất ra các loại vaccine nhằm giúp ngăn ngừa bệnh cho con người. Ngoài ra, vi sinh vật còn là thành phần của phần lớn các loại thuốc kháng sinh, tạo ra các men tiêu hóa có lợi cho con người như: Biosubtilis, Bidisubtilis, Antibio, Biofidin, Biobaby,.. hay các loại Protein có lợi như: Insulin, Interferon,.. có khả năng giúp chống lại nhiều loại bệnh.
Xem thêm: Quần thể sinh vật là gì cho ví dụ? Đặc trưng của quần thể sinh vật
Ứng dụng trong xử lý nước thải
Công nghệ vi sinh còn giúp tạo ra các chất có khả năng giúp khử mùi hôi, phân hủy chất thải nông nghiệp, công nghiệp. Đối với các loại rác khó phân hủy nhờ ứng dụng của các vi sinh vật giúp đẩy nhanh quá trình hơn. Chính điều này có tác dụng giúp bảo vệ môi trường hiệu quả.
Phương pháp xử lý nước thải bởi công nghệ sinh học được dùng để xử lý chất hữu cơ hoà tan trong nước thải, cùng các chất ô nhiễm vô cơ khác như H2S, Sunfit, Ammonia, Nitơ,… dựa trên cơ chế hoạt động của vi sinh vật để phân huỷ các chất hữu cơ gây ô nhiễm. Phương pháp xử lý sinh học chia làm 2 loại như sau:
- Phương pháp kỵ khí: Dùng nhóm vi sinh vật kỵ khí, hoạt động trong điều kiện không có oxy.
- Phương pháp hiếu khí: Dùng nhóm vi sinh vật hiếu khí để hoạt động trong điều kiện cung cấp oxy liên tục. Quá trình phân huỷ chất hữu cơ nhờ vi sinh vật được gọi là quá trình oxy hoá sinh hoá.
Có thể nói, vi sinh vật là lực lượng nòng cốt giúp các hệ thống xử lý nước thải có thể hoạt động hiệu quả.
Tác hại của vi sinh vật
Bên cạnh các vi sinh vật có lợi thì các vi sinh vật có hại sẽ gây ra nhiều hậu quả nếu như không được điều chỉnh hay kiểm soát đúng cách. Cụ thể những tác hại tiềm ẩn của vi sinh vật gồm:
- Một số vi sinh vật gây ra bệnh dịch nguy hiểm cho con người, động vật, cây trồng như: vi khuẩn gây bệnh như Salmonella, E. coli,…
- Việc lạm dụng kháng sinh hay sử dụng chúng không đúng cách có thể khiến cho vi khuẩn trở nên kháng thuốc. Từ đó gây ra khó khăn trong việc điều trị các bệnh nhiễm trùng.
- Một số vi sinh vật có thể gây hại cho môi trường như: vi khuẩn nitrat và phosphat gây ô nhiễm nước do làm giảm hàm lượng oxy trong nước.
- Các vi sinh vật gây bệnh như virus, nấm và vi khuẩn có thể tấn công cây trồng, làm giảm năng suất nông nghiệp.
- Một số vi khuẩn và nấm có thể sản xuất chất độc gây hại cho con người nếu tiếp xúc và tiêu thụ.
Qua những chia sẻ trên đây chúng ta đã có thể hiểu được vi sinh vật là gì, cũng như những đặc điểm cơ bản về vi sinh vật. Hy vọng chúng hữu ích với những bạn đang quan tâm về vấn đề này!
