През 1878 година по молба на френския физик Шарл-Еманюел Седио неговият сънародник - филологът Максимилиан-Пол-Емил Литре, предлага наименованието микроби (от гръцките думи µικρό - малък, и βίος - живот) за тези странни живи същества. Това наименование се възприема от научната общност и то получава широко разпространение. Паралелно се използва и събирателното наименование микроорганизми. През изминалите няколко столетия светът узнава много за този паралелен, изключително жизнен и криещ все още множество тайни и загадки свят.

Микроорганизми са

всички живи организми, чийто размер е по-малък от 0,1 мм

Към тях се отнасят бактериите, археите, плесените, дрождите и т.н. Метаболитният потенциал на микроорганизмите е невероятен и именно благодарение на него те участват активно в кръговрата на веществата в природата и съдействат за поддържане на динамичното равновесие в биосферата на планетата. Те участват в разлагането на органичните вещества на мъртвите растения и животни, способстват за самоочистване на водоемите и за кръговрата на редица важни химични елементи – сяра, фосфор, желязо, съдействат за фиксация на атмосферния азот и доставянето му в почвата и т.н. В един грам почва се съдържат около 40 милиона бактерии. В един милилитър вода – около милион! Броят на бактериите на земята се оценява на пет квинтилиона (5.10 30) – пет с тридесет нули. Тяхната биомаса надвишава общата биомаса на растенията и животните!

Сто и шестдесет години след знаменитото откритие французинът Каняр де ла Тур допуска, че алкохолната ферментация всъщност е процес, който протича под действието на микроорганизми, подобни на тези, открити от нидерландеца Антони ван Левенхук. Това твърдение среща решителни възражения от светилата на науката по онова време – германеца Юстус фон Либих и шведа Йонс Берцелиус. Французинът Луи Пастьор убедително защитава своя сънародник, доказвайки по блестящ начин, че алкохолната ферментация наистина протича под действието на микроорганизми, при това в анаеробна (безкислородна) среда. Този удивителен природен феномен знаменитият французин лаконично нарича la vie sans air („живот без въздух”). Пастьор допуска обаче известна неточност в заключенията си, приемайки, че ферментацията протича „in vivo”, т.е. само в живата клетка. Немският химик Едуард Бухнер експериментално доказва, че този процес може да протече и извън жива клетка, т.е. „in vitro” - в резултат на действието на отделяни от микроорганизмите особени субстанции, сега известни под названието ензими. За знаменитото си откритие през 1907 година Бухнер е удостоен с Нобелова награда.

В интерес на научната истина идеята за активното участие на микробите във ферментационния процес, както и за развитието на някои опасни заболявания, е изказвана по-рано от учени като Джироламо Фракасторо, Агостино Баси и Фридрих Хенле, но Пастьор поставя редица експерименти, които еднозначно и убедително доказват това. Талантливият французин открива ново научно направление в медицината – имунологията, заедно със своя колега Клод Бернар той разработва технология за унищожаване на микроорганизмите при повишена температура, сега известна като пастьоризация. Пастьор настойчиво пропагандирал в научните среди идеята, че

гнилостните процеси в човешкия организъм също са резултат от действието на микроби, които обитават околната среда

Запознавайки се с изследванията на франзузина английският хирург Джозеф Листер стигнал до логичния извод, че в при хирургическите интервенции чрез ръцете на хирурга и използваните инструменти в раната попадат микроорганизми, причиняващи заразяване, което в повечето случаи е смъртоносно. За предотвратяване на това Листер започнал да прилага карболова киселина, използвана с успех от французина Жюл Лемер за обработка на гнойни рани, с която се дезинфекцирали ръцете на хирурга, инструментите и се напръсквало околното пространство. Постигнатите резултата били повече от добри.

Едно от най-големите достижения на човека е откритието на т.нар. млечнокисела ферментация, в резултат на което на трапезата му се появяват продукти като кумис, кисело мляко (йогурт), кътък, кефир, различни сирена, туршии, кисело зеле  и пр. Според преданията умението да правят кумис притежавали прабългарите, които в прародината си го приготвяли от кобилешко мляко. В новата си родина, в земите на траките, те продължили да приготвят тази традиционна млечнокисела напитка, използвайки овче мляко от множеството стада, отглеждани по тези земи.

В началото на XX век българинът Стамен Григоров –

студент по медицина в Женевския университет, открива, че ферментацията на млякото протича под действието на две бактерии, които получили наименованията Lactobacillus bulgaricus и Streptococcus thermophilus. Любопитен факт е, че за осъществяването на процеса са нужни и двете бактерии. Счита се, че разпространението на киселото мляко (йогурта) в Европа в значителна степен се дължи на Френския крал Франсоа I, който страдал от мъчителна диария. Личният хекимин (лекар) на турския султан Сюлейман Великолепни избавил коронованата особа от пренеприятното страдание чрез диета, в основата на която било... кисело мляко. На невероятната полза за човешкия организъм на българското киселото мляко, както и на неговите лечебни и профилактични свойства, особено за препятстване на гнилостните процеси в дебелото черво, внимание обръща знаменитият руско-френски биолог Илья Мечников, удостоен през 1908 година с Нобелова награда. Мечников първи изказва мисълта, че чрез храната може да се „облагороди” чревната микрофлора – вредните микроорганизми да се заменят с полезни, с което чувствително да се подобри жизнения тонус на организма. Един от начините за постигане на това е именно консумирането на млечнокисели продукти.

През последните десетилетия убедително беше доказано, че

чревната микрофлора играе изключително важна роля в човешкия организъм

Според неотдавнашни изследвания на израелски и канадски учени човешкият организъм се населява от 39 милиарда бактерии и доколкото броят на собствените човешки клетки е 37,2 милиарда, то излиза, че ние сме наполовина хора, наполовина... бактерии. До неотдавна в научните среди битуваше схващането, лансирано през 1972 година от биолога Томас Лъки, че съотношението между бактериалните и човешките клетки е 10:1, т.е. ние сме само 10% хора и 90% бактерии. Многобройни изследвания през последните години показаха, че тези около 2 кг т.нар. дружествени бактерии, обитаващи дебелото черво, на които човешкият организъм любезно е предоставил покрив и храна, играят особено важна роля за неговата жизнена дейност и съвсем не са пътник без билет. Бифидобактериите, лактобактериите и чревните пръчици, съставляващи основната част от дружествената микрофлора, способстват за усвояването на вещества, с които човешкият метаболизъм не може да се справи, продуцират редица ценни витамини (В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, В₉, В₁₂, К) и ензими, инактивират множество токсини и канцерогени, съдействат за усвояването на важни минерали като натрий, калий, калций, магнезий, цинк, желязо, хлор, подпомагат правилното функциониране на червата и т.н. Съществува обосновано мнение, че около 70% от капацитета на имунната защита на човешкия организъм се дължи на чревната микрофлора. Без нея ние просто сме обречени...

Според неотдавнашни изследвания геномът на населяващите храносмилателния тракт бактерии включва осем милиона гена. А човешкият геном се състои от скромните 28 000 кодиращи гена, т.е. срещу един човешки ген противостоят цели 300 бактериални гена! Безспорен факт е, че бактериите разполагат с много по-богат генетичен апарат от нашия, който се е усъвършенствал през милиардите години, когато те са били единствен и пълновластен господар на планетата. Те са в състояние да произведат невероятен брой вещества, чрез които да противодействат на заплахите от околната среда и да си осигурят комфортни условия за безметежно съществуване. През последните години бяха публикувани редица изследвания, които по безспорен начин доказват, че населяващите човешкия организъм бактерии оказват въздействие върху нашето поведение, психика, хранителни предпочитания и т.н.

За постигане на целите си чревната микрофлора произвежда хормони и невротрансмитери като норадреналин, допамин, серотонин, тестостерон, хистамин, невромедиатора гама-аминомаслена киселина, регулаторите на апетита лептин и гелин и т.н.

Без съмнение, обитаващите дебелото черво милиарди бактерии имат своите гастрономически интереси, които се стремят да реализират с всички възможни средства. Те най-често не са очаровани от менюто, които човешкият организъм им предлага, затова по най-безцеремонен начин се заемат с коригиране на нашите хранителни предпочитания и дори „внушават” на мозъка ни, че изпитваме изключително задоволство и дори блаженство от направения от тях гастрономичен подбор. В книгата си „Човешкият суперорганизъм” професор Родни Дитерт описва как бактериите по перфиден начин въздействат на нашето съзнание и хранително поведения – чрез манипулиране на чувствителността на рецепторите ни, емитиране в кръвния ток на широка палитра от сигнални молекули, „хакване” по изгоден за тях начин на сигналите, изпращани от втория (ентералния) човешки мозък към главния и т.н. Бактериите активно комуникират с втория човешки мозък, които състои от 200 милиона неврона, разположени по протежение на стомашно-чревния тракт, който управлява огромния брой процеси протичащи в последния, свързани с преработването и усвояването на храната. Т.е. оказва се, че всички ние сме в доживотен плен на тези микроскопични манипулатори, които отстояват своите интереси с всички възможни средства. Един от начините да постигнем някакво съгласие с тях и да спечелим тяхната благосклонност е да консумираме млечнокисели продукти, които определено влизат в кръга на техните гастрономични предпочитания. Нещо, на което обръща внимание в началото на миналия век Илья Мечников.

Според мнението на д-р Рой Слитър от ирландския научен институт в град Корк, което се споделя от редица други авторитетни учени по света, човекът и обитаващите в него бактерии следва да се разглежда като един свръхорганизъм, в който микроорганизмите играят ролята на виртуален орган, продуциращ много повече вещества от главната биохимична лаборатория на човека - черния дроб. Модифицирането по подходящ начин на чревната микрофлора се оказа изключително ефективно средство в модерната терапия. Появиха се редица изследвания, доказващи убедително важната роля на микробиотата за предотвратяване на широк кръг патологии – затлъстяване, възпалителни процеси в дебелото черво, захарен диабет, Паркинсон, депресивни състояния и т.н. Любопитен факт е, че при целувка с продължителност около десетина секунди влюбените си обменят около 80 милиона бактерии!   

Трябва да признаем, че далеч не всички бактерии са благосклонно разположени към човека. Такива опасни заболявания като холера, сибирска язва, проказа, чума, сифилис, туберкулоза и редица други се причиняват от бактерии. Най-смъртоносни са бактериалните респираторни инфекции. Само туберкулозата ежегодно убива около два милиона души по света.

Дълги години в научните среди битуваше убеждението, че бактериите не могат да оцелеят в агресивната кисела среда на стомаха. Неотдавна се оказа, че има изключения. Такова е бактерията Helicobacter pylori, на която се дължат около 80% от диогностираните язви на стомаха и дванадесетопръстника. С тази бактерия са инфектирани около 60% от хората, но тя не винаги води до развитието на язва. „Нужни” са предразполагащи фактори – тютюнопушене, стрес, системна употреба на кафе, алкохолни напитки, остри подправки и пр. Затова пък хроничният гастрит е почти сигурен...За да се предпази от високата киселинност на стомашния сок с помощта на мустачките си хитрата бактерия пробива отвор в слизестата обвивка на стомаха и емитира ензими, с които допълнително се подсигурява срещу вмешателство в жизненото й пространство. За да си осигури достатъчно такова тя просто „разяжда” околната тъкан, което причинява силни болки на потърпевшия. В края на миналия век Международната агенция по изследване на рака обяви бактерията Helicobacter pylori за първостепенен канцероген. През 2005 година австралийците Б. Маршал и Р. Уорън – откривателите на тази бактерия, бяха удостоени с Нобелова награда.

Предвид наличието на особено богат генетичен апарат болестотворните микроорганизми са „въоръжени” с уникален набор от средства за противодействие срещу основното оръжие, използвано срещу тях – антибиотиците. Те продуцират специфични субстанции, които разрушават тяхната молекула или я модифицират, вграждайки в нея определени функционални групи, с което ликвидират тяхната антимикробна активност. Тази т.нар. резистентност на болестотворните микроорганизми към антибиотиците е един от най-сериозните проблеми на съвременната медицина.

По данни на Световната здравна организация ежегодно в света от инфекции, които не могат да се овладеят с известните антибиотици, умират над 700 000 души. Неотдавна в САЩ алармираха за инфекция, предизвикана от микроорганизма Candida Auris, открит в Япония през 2009 година, който отнема живота на една трета от болните, тъй като не съществува ефективно средство за неговото унищожаване. Особено уязвими са пациенти със сериозни придружаващи заболявания. Според д-р Корнелиус Кланси това е един кошмарен случай на невероятна резистентност на смъртоносен микроорганизъм.

През последните години във връзка с покриването на нарастващата потребност от продукти за изхранването на населението на планетата, особен интерес се проявява към използването на определени микроорганизми за синтез на протеини, въглехидрати и други хранителни вещества, използвайки същите прости субстанции – въглероден диоксид и вода, които използват растенията в процеса фотосинтеза. Необходимата енергия за протичане на фотосинтезата растенията получават от слънцето, а за микроорганизмите тя се осигурява чрез електричен ток. Изключителен напредък в реализирането на тази грандиозна идея през 2018 година постигат финландски учени от Центъра за изследване на технологиите (VTT) в град Еспоо, които успяват в биореактор да получат млечни протеини, при това много по-ефективно от една крава например. За отглеждането на която са нужни храни и питейна вода, които са дефицитни на планетата, антибиотици, хормони, сгради, различни техники и т.н. Наред с това кравите имат сериозин „принос” към глобалното затопляне на планетата. Една крава произвежда ежедневно до 700 литра метан, както и не малко въглероден диоксид. Счита се, че дялът на метана в глобалното затопляне съставлява около 30% от този на въглеродния диоксид. Броят на кравите на земята съставлява около 1,5 милиарда, но освен тях по света се отглеждат още редица други месодайни и млекодайни животни, чийто „принос” към глобалното затопляне (по най-оптимистични прогнози) съставлява 18%. По този показател те решително изпреварват всички превозни средства на земята! Напоследък изключително коментирана е темата за постепенното извеждане от употреба на превозните средство с двигатели с вътрешно горене. А всъщност оказва се, че по-голямата беда не са превозните средства, а огромният брой животни, отглеждани от човека за производство на съдържащи протеини храни, за които се изразходва колосален хранителен ресурс и огромно количество питейна вода, и които имат по-сириозен принос към глобалното затопляне на планетата. Огромно предимство на биореакторното производство на протеини е, че то може да се осъществи във всяка точка на земята, в студения север и в пустините. Според финландските учени не е далеч денят, когато такива биореактори ще има във всяко домакинство.

Преди десет хиляди години човекът преминава на уседнал начин на живот -започва да отглежда различни растения и животни за осигуряване на нужната му храна. Очертаващата се нова хранителна революция може би ще бъде също толкова мащабна и ще доведе до сериозни промени в начина на живот на жителите на земята. Разбира се, необходимо е да се решат не малко проблеми във връзка с масовото внедряване на биореакторното производство на храни – законодателни и екологични, да се преориентира вкусът на консуматорите. По всичко личи в близко бъдеще светът ще премине от полското производство и оборите, към една екологично по-чиста, по-рационална и по-високопродуктивна епоха. Обективните обстоятелства настоятелно налагат това. И този тайнствен и загадъчен паралелен свят, светът на микроорганизмите, ще бъде призван да реши един от най-жизненоважните проблеми на човечеството – изхранването на стремително нарастващото население на планетата.