நுண்ணங்கிகளின் தன்மை மற்றும் வகைகள் (Nature and Groups of Microorganisms)
ஏன் இது முக்கியம்? நுண்ணுயிரிகள் இல்லையேல் மண் வளம் இல்லை, உணவு நொதிப்பு இல்லை, நோய் எதிர்ப்பு இல்லை — இந்த அலகு உயிரியல் ஆய்வின் மிக அடிப்படையான படியாகும்.
ஒரு கிராம் மண்ணில் ஒரு பில்லியனுக்கும் மேற்பட்ட பாக்டீரியாக்கள் இருக்கின்றன — அவற்றை வகைப்படுத்தக் கற்பதே இந்த பாடம்.
- நுண்ணங்கிகளின் (microorganisms) நுணுக்குக்காட்டிக்குரிய, வியாபக, உயர்வளர்ச்சித் தன்மைகளை விளக்குதல்.
- நுண்ணங்கியியலில் கற்கப்படும் முக்கிய குழுக்களை இனங்கண்டு வேறுபடுத்துதல்.
- உருவவியல், போசணை, உடற்றொழில் ரீதியான பல்வகைமையை விபரித்தல்.
1. நுண்ணங்கியியல் என்றால் என்ன?
நுண்ணங்கியியல் (Microbiology) என்பது தனித்தனியாக இருக்கும்போது வெற்றுக் கண்களால் (un-aided eye) தெளிவாக அவதானிக்க முடியாத அளவுக்குச் சிறிய அங்கிகளைப் பற்றிய கற்கையாகும். இத்தகைய அங்கிகள் நுண்ணங்கிகள் (microorganisms) எனப்படும். நுண்ணங்கியியலில் கற்கப்படும் குழுக்களாவன — பாக்டீரியா (Bacteria), ஆர்க்கீயா (Archaea), நீலப்பச்சைப் பாக்டீரியா / சயனோபாக்டீரியா (Cyanobacteria / BGB), பூஞ்சை (Fungi) மற்றும் புரோட்டிஸ்ட் (Protists). மேலும் மைக்கோபிளாஸ்மா, பைட்டோபிளாஸ்மா போன்ற மூலக்கூற்றுநிலை நுண்ணங்கிகள் (Mollicutes), நச்சுயிரிகள் (Viruses), வைரொயிட்டுகள் (Viroids) மற்றும் பிரியோன்கள் (Prions) ஆகியனவும் நுண்ணங்கியியலிலேயே கற்கப்படுகின்றன.
2. நுணுக்குக்காட்டிக்குரிய தன்மை (Microscopic nature)
E. coli under light microscope (×10,000)
Wikipedia → · CC
பொதுவாக நுண்ணங்கிகள் 0.1 மி.மீ. இலும் சிறிய பருமனுடையவை; ஆகவே வெற்றுக் கண்களால் காண முடியாது. அவை நுணுக்குக்காட்டியின் (microscope) உதவியுடனேயே அவதானிக்கப்படுகின்றன. நுண்ணங்கிகளும் அவற்றின் கட்டமைப்புக் கூறுகளும் மைக்கிரோமீட்டர் மற்றும் நனோமீட்டர் அலகுகளில் அளக்கப்படுகின்றன.
3. வியாபகத் தன்மை (Ubiquitous nature)
Grand Prismatic Spring — thermophile microbes colour the water
Wikipedia → · CC
நுண்ணங்கிகள் பூமியின் எல்லா இடங்களிலும் — நீர், மண், வளி மற்றும் ஏனைய அங்கிகளின் உள்/வெளிப்பரப்புகளில் — பரந்து காணப்படுகின்றன. கடல் மற்றும் நன்னீர் வாழ் நுண்ணங்கிகள் உணவுச் சங்கிலியின் (food chain) அடிப்படையை அமைக்கின்றன; சில ஒளித்தொகுப்பு செய்து நீர்ச்சூழலில் முதலாம் உற்பத்தியாளர்களாக (primary producers) செயற்படுகின்றன. மண் நுண்ணங்கிகள் வேதியியல் தனிமங்களின் மீள்சுழற்சிக்கு உதவுகின்றன. வளியில் உயிர்த்தூசுத்துகள்களாக (bioaerosols) இடைநிறுத்தப்படும் நுண்ணங்கிகள் காற்றோட்டத்துடன் நெடுந்தூரம் பயணித்து நோய்ப்பரவலுக்கு ஏதுவாகலாம். அங்கிகளுடன் தொடர்புறும் நுண்ணங்கிகளில் ஒரு சிறுபகுதியே நோயாக்கிகள் (pathogens); பெரும்பான்மையானவை நன்மை பயப்பவை அல்லது தீங்கற்றவை. ஆயினும் நச்சுயிரிகள் (viruses) தாம் ஒட்டியிருக்கும் அங்கிகளுக்கு எப்போதும் தீமை விளைவிக்கின்றன.
அதிதீவிர நாடிகள் (Extremophiles): சில நுண்ணங்கிகள் ஏனைய அங்கிகளுக்கு உகந்ததல்லாத, அல்லது உயிர்க்கொல்லியான கடுமையான சூழல்களில் வாழவல்லவை. இவை அதிதீவிர நாடிகள் எனப்படும்.
| வகை / Type | வாழும் சூழல் / Condition |
|---|---|
| வெப்பநாடிகள் (Thermophiles) | உயர் வெப்பநிலை |
| குளிர்நாடிகள் (Psychrophiles) | தாழ் வெப்பநிலை |
| அமிலநாடிகள் (Acidophiles) | தாழ் pH (அமிலம்) |
| உவர்நாடிகள் (Halophiles) | உயர் NaCl / உப்புச் செறிவு |
| அமுக்கநாடிகள் (Barophiles) | உயர் அமுக்கம் |
4. உயர் வளர்ச்சிவீதம் (High growth rate)
நுண்ணங்கிகள் உயர்வான வளர்ச்சி மற்றும் இனப்பெருக்க வீதம் கொண்டவை. சிறிய உடற்பருமன் காரணமாக அவை உயர் மேற்பரப்பு/கனவளவு விகிதம் (high surface area / volume ratio) உடையவை. இதனால் வெளிச்சூழலுடன் பொருட்களைப் பரிமாற்றிக்கொள்ள பெரிய மேற்பரப்பு கிடைக்கிறது; கலத்துள் பொருட்களின் உட்செலவும், கழிவுகளின் வெளியேற்றமும் அதிகரித்து உயர் வளர்சிதைமாற்ற வீதம் (high metabolic rate) ஏற்படுகிறது. எனவே குடித்தொகையை இரட்டிப்பாக்கத் தேவையான சராசரித் தலைமுறைக்காலம் (generation time) ஒப்பீட்டளவில் குறைவாகும்.
5. பல்வகைமை (Diversity)
உருவவியல் (Morphological): பாக்டீரியா மூன்று அடிப்படை வடிவங்களைக் காட்டுகின்றன — தண்டுரு / பசிலசு (bacillus), கோளம் / கோக்கசு (coccus), சுருளுரு / ஸ்பைரில்லம் (spirillum). கோக்கசு கலங்கள் மோனோகோக்கசு, டிப்ளோகோக்கசு, ஸ்ட்ரெப்டோகோக்கசு, ஸ்டெஃபைலோகோக்கசு, ரெட்ராட், சாசினா எனப் பல ஒழுங்கமைப்புகளில் காணப்படும். பூஞ்சையில் சில தனிக்கல; ஏனையவை ஹைஃபா (hyphae) எனும் நுண்கிளைத் தந்துக்களால் ஆன மைசீலியம் (mycelium) கொண்டவை. நச்சுயிரிகள் ஐக்கோசஹீட்ரல் (icosahedral) அல்லது சுருள் (helical) சமச்சீர் கொண்டவை. மூலக்கூற்றுநிலை நுண்ணங்கிகள் பல்லினத்துவ (pleomorphic) — மாறுபடும் வடிவம் கொண்டவை.
போசணை (Nutritional): கார்பன் மற்றும் சக்தி மூலங்களின் அடிப்படையில் நான்கு போசணை வகைகள் — இரசாயன தற்போசி (chemoautotroph), இரசாயன பிறபோசி (chemoheterotroph), ஒளி தற்போசி (photoautotroph), ஒளி பிறபோசி (photoheterotroph).
உடற்றொழில் (Physiological): ஒட்சிசனைப் பயன்படுத்தும் தன்மையின் அடிப்படையில் நான்கு குழுக்கள் — கட்டுப்பட்ட காற்றுவாழி (obligate aerobe), கட்டுப்பட்ட காற்றின்றிவாழி (obligate anaerobe), அமையத்திற்கேற்ற காற்றின்றிவாழி (facultative anaerobe), நுண்ணிய காற்றுநாடி (microaerophile). சில நுண்ணங்கிகள் வளிமண்டல நைதரசனைப் பதிக்கவல்லவை — சுயாதீனவாழ் (free-living) அல்லது ஒன்றியவாழ் (symbiotic) நைதரசன் பதிப்பான்கள்.
6. நுண்ணங்கிகளின் வகைகள் (Types of microorganisms)
SARS-CoV-2 virus — capsid structure
Wikipedia → · CC
பாக்டீரியா (Bacteria): தனிக்கல புரோகரியோட்டிக் (prokaryotic) அங்கிகள்; கோளம், தண்டு, சுருள் என மூன்று அடிப்படை வடிவங்கள். கலப்பிரிவின் பின் கலங்கள் ஒட்டியிருந்து வௌ்வேறு ஒழுங்கமைப்புகளை உருவாக்கும். பெரும்பாலும் இருபிளவால் (binary fission) அலிங்க இனப்பெருக்கம்; அரிதாக இணைதல் (conjugation) மூலம் மரபுப்பொருளைப் பகிர்தல்.
சயனோபாக்டீரியா (Cyanobacteria): நீலப்பச்சை (cyan) நிறமி கொண்ட ஒளி தற்போசிகள்; தாவரம், அல்காவைப் போல ஒட்சிசனைய ஒளித்தொகுப்பு (oxygenic photosynthesis) செய்கின்றன. பல சயனோபாக்டீரியா நைதரசனைப் பதிக்கவல்லவை; நைதரசன் பதிப்பு ஹீட்டரோசிஸ்ட் (heterocyst) எனும் சிறப்புக் கலத்தில் நைதரசனேசு (nitrogenase) நொதியத்தால் நடைபெறுகிறது. அக்கினீட் (akinete) எனும் தடித்த சுவருடைய ஓய்வுவித்திகள் தகாத சூழலைத் தாங்கி வாழ உதவுகின்றன.
பூஞ்சை (Fungi): யூகரியோட்டுகள்; தனிக்கல (ஈஸ்ட்) அல்லது பல்கல (மோல்டு). மோல்டுகள் ஹைஃபாவால் ஆன மைசீலியம் உருவாக்குகின்றன. சில ஹைஃபா செப்டா (septa) எனும் குறுக்குச்சுவர் கொண்டவை; செப்டா இல்லாதவை பல கருக்கள் கொண்ட கோயனோசைட்டிக் (coenocytic) ஹைஃபா. பூஞ்சை இரசாயன பிறபோசிகள்; உறிஞ்சல் மூலம் உணவைப் பெறும் அழுகல்வாழி (saprophytic) போசணை; ஒட்டுண்ணி மற்றும் பரஸ்பர (lichen, mycorrhizae) போசணையும் உண்டு.
புரோட்டிஸ்ட் (Protists): தனிக்கல யூகரியோட்டுகள்; பல்லினத்துவ வடிவம்; போலிக்கால் (pseudopod), குறுமயிர் (cilia), கசையிழை (flagella) போன்ற நகர்வுக் கட்டமைப்புகள் கொண்டவை. ஒளி தற்போசி, பிறபோசி மற்றும் கலப்புப்போசி (mixotroph) போசணை முறைகள் காணப்படும். எ.கா. Amoeba, Paramecium, Euglena.
மூலக்கூற்றுநிலை நுண்ணங்கிகள் (Mollicutes): பேரிராச்சியம் பாக்டீரியாவினுள் அடங்கும் புரோகரியோட்டுகள்; கலச்சுவரற்றமையால் (no cell wall) தனித்துவமானவை. மைக்கோபிளாஸ்மா — மிகச்சிறிய புரோகரியோட்டுக் குழு; ஒளிநுணுக்குக்காட்டியில் தெரியாது; கசையிழையற்றவை; பெரும்பாலும் ஒட்டுண்ணிகள். பைட்டோபிளாஸ்மா — தாவரங்களை மட்டும் தாக்கி உரியச்சாற்றில் (phloem sap) வாழ்பவை; இலைத்தத்துப்பூச்சிகளால் (leafhoppers) பரப்பப்படும்.
நச்சுயிரிகள் (Viruses): புரோகரியோட்டோ யூகரியோட்டோ அல்ல; கலவொழுங்கமைப்பற்றவை. வாழ் விருந்தளிக்கும் கலத்துக்கு வெளியே வளர்சிதைமாற்றமோ இனப்பெருக்கமோ இல்லை; ஆகவே உயிருள்ளனவாகக் கருதப்படுவதில்லை. ஆனால் விருந்தளிக்கும் கலத்துள் சென்றதும் பெருகி தொற்று ஏற்படுத்துகின்றன; ஆகவே கட்டுப்பட்ட ஒட்டுண்ணிகள் (obligate parasites). மைய நுக்கிளிக் அமிலம் (DNA அல்லது RNA), அதைச்சூழும் புரத உறை — காப்சிட் (capsid) (காப்சோமியர்கள் ஆனது) கொண்டவை. RNA நச்சுயிரிகள் தலைகீழ் டிரான்ஸ்கிரிப்டேஸ் (reverse transcriptase) நொதியம் கொண்டவை.
வைரொயிட்டுகள் (Viroids): புரத உறையற்ற, மொட்டை RNA இன் குறுந்துண்டு மட்டுமே; விருந்தளிக்கும் கலத்துள் மட்டுமே பெருகும்; எந்த ஜீனையும் கொண்டிராது, பெருக்கக் குறிப்புகளை மட்டுமே தாங்கும். தாவரங்களை மட்டும் தாக்குகின்றன.
பிரியோன்கள் (Prions): புரதமயமான தொற்றுத்துகள்கள்; நச்சுயிரியை விடச் சிறியவை; நுக்கிளிக் அமிலம் அற்றவை; விருந்தளிப்பானின் ஜீன் உதவியுடன் இனப்பெருக்கம் செய்யும். சில பறவைகள், பாலூட்டிகளில் நரம்பியல் நோய்களை (neurological diseases) உருவாக்கும்.
Bacteria (Updated)
Amoeba Sisters
- எல்லாத் தாவரங்கள் / All plants
- வெற்றுக் கண்ணால் தெளிவாகக் காண முடியாத சிறிய அங்கிகள் / Organisms too small to see clearly with the naked eye
- பெரிய விலங்குகள் / Large animals
- கனிமங்கள் / Minerals
- -
பதில் / Answer
- 1 cm
- 0.1 mm
- 1 m
- 10 mm
- 1 mm
பதில் / Answer
- 10⁻³ m
- 10⁻⁶ m
- 10⁻⁹ m
- 10⁻¹² m
- 10⁻² m
பதில் / Answer
- 10⁻⁶ m
- 10⁻⁹ m
- 10⁻³ m
- 10⁻¹ m
- 10⁻¹² m
பதில் / Answer
- நோயாக்கிகள் / Pathogens
- அதிதீவிர நாடிகள் (extremophiles) / Extremophiles
- தற்போசிகள் / Autotrophs
- ஒட்டுண்ணிகள் / Parasites
- -
பதில் / Answer
- குளிர்நாடிகள் (psychrophiles) / Psychrophiles
- வெப்பநாடிகள் (thermophiles) / Thermophiles
- உவர்நாடிகள் (halophiles) / Halophiles
- அமுக்கநாடிகள் (barophiles) / Barophiles
- -
பதில் / Answer
- உவர்நாடிகள் (halophiles) / Halophiles
- அமிலநாடிகள் (acidophiles) / Acidophiles
- வெப்பநாடிகள் / Thermophiles
- குளிர்நாடிகள் / Psychrophiles
- -
பதில் / Answer
- அமுக்கநாடிகள் / Barophiles
- அமிலநாடிகள் (acidophiles) / Acidophiles
- உவர்நாடிகள் / Halophiles
- வெப்பநாடிகள் / Thermophiles
- -
பதில் / Answer
- அமுக்கநாடிகள் (barophiles) / Barophiles
- குளிர்நாடிகள் / Psychrophiles
- அமிலநாடிகள் / Acidophiles
- வெப்பநாடிகள் / Thermophiles
- -
பதில் / Answer
- பெரிய உடற்பருமன் / Large body size
- உயர் மேற்பரப்பு/கனவளவு விகிதம் / High surface area to volume ratio
- தடித்த கலச்சுவர் / Thick cell wall
- குறைந்த நொதியங்கள் / Few enzymes
- -
பதில் / Answer
- தலைமுறைக்காலம் (generation time) / Generation time
- இடையவத்தை / Interphase
- ஓய்வுக்காலம் / Resting time
- தொற்றுக்காலம் / Infection time
- -
பதில் / Answer
- கோளம், தண்டு, சுருள் / Coccus, bacillus, spiral
- சதுரம், முக்கோணம், வட்டம் / Square, triangle, circle
- தட்டை, உருளை, கூம்பு / Flat, cylinder, cone
- நட்சத்திரம், கோளம், தண்டு / Star, coccus, rod
- -
பதில் / Answer
- ஸ்ட்ரெப்டோகோக்கசு / Streptococcus
- ஸ்டெஃபைலோகோக்கசு / Staphylococcus
- டிப்ளோகோக்கசு / Diplococcus
- ரெட்ராட் / Tetrad
- -
பதில் / Answer
- ரெட்ராட் (tetrad) / Tetrad
- சாசினா / Sarcina
- டிப்ளோகோக்கசு / Diplococcus
- மோனோகோக்கசு / Monococcus
- -
பதில் / Answer
- காப்சோமியர்கள் / Capsomeres
- ஹைஃபா (hyphae) / Hyphae
- கசையிழைகள் / Flagella
- போலிக்கால் / Pseudopods
- -
பதில் / Answer
- செப்டேட் / Septate
- கோயனோசைட்டிக் (coenocytic) / Coenocytic
- மைசீலியம் / Mycelium
- ஈஸ்ட் / Yeast
- -
பதில் / Answer
- ஒளி தற்போசி / Photoautotroph
- இரசாயன பிறபோசி (chemoheterotroph) / Chemoheterotroph
- இரசாயன தற்போசி / Chemoautotroph
- ஒளி பிறபோசி / Photoheterotroph
- -
பதில் / Answer
- அக்கினீட் / Akinete
- ஹீட்டரோசிஸ்ட் (heterocyst) / Heterocyst
- ஈஸ்ட் / Yeast
- மைசீலியம் / Mycelium
- -
பதில் / Answer
- நைதரசனேசு (nitrogenase) / Nitrogenase
- அமைலேசு / Amylase
- லைசோசைம் / Lysozyme
- ஃபொஸ்போலிப்பேஸ் / Phospholipase
- -
பதில் / Answer
- ஹீட்டரோசிஸ்ட் / Heterocyst
- அக்கினீட் (akinete) / Akinete
- செப்டம் / Septum
- காப்சிட் / Capsid
- -
பதில் / Answer
- இரசாயன பிறபோசி / Chemoheterotroph
- ஒளி தற்போசி (photoautotroph) / Photoautotroph
- ஒட்டுண்ணி / Parasite
- அழுகல்வாழி / Saprophyte
- -
பதில் / Answer
- மூலக்கூற்றுநிலை நுண்ணங்கிகள் (mollicutes) / Mollicutes
- சயனோபாக்டீரியா / Cyanobacteria
- பூஞ்சை / Fungi
- புரோட்டிஸ்ட் / Protists
- -
பதில் / Answer
- மைக்கோபிளாஸ்மா / Mycoplasma
- பைட்டோபிளாஸ்மா (phytoplasma) / Phytoplasma
- ஈஸ்ட் / Yeast
- அமீபா / Amoeba
- -
பதில் / Answer
- மிகச் சிறியவை / They are very small
- விருந்தளிப்பானுக்கு வெளியே அனுசேபம்/இனப்பெருக்கம் இல்லை / No metabolism or reproduction outside a host
- நிறம் இல்லை / They are colourless
- மண்ணில் வாழ்வதில்லை / They do not live in soil
- -
பதில் / Answer
- காப்சிட் (capsid) / Capsid
- மைசீலியம் / Mycelium
- செப்டம் / Septum
- ஹைஃபா / Hypha
- -
பதில் / Answer
- கோளம் மற்றும் தண்டு / Coccus and rod
- சுருள் மற்றும் ஐக்கோசஹீட்ரல் (helical and icosahedral) / Helical and icosahedral
- தட்டை மற்றும் கூம்பு / Flat and cone
- ஒற்றை மற்றும் இரட்டை / Single and double
- -
பதில் / Answer
- தலைகீழ் டிரான்ஸ்கிரிப்டேஸ் (reverse transcriptase) / Reverse transcriptase
- நைதரசனேசு / Nitrogenase
- அமைலேசு / Amylase
- லைபேஸ் / Lipase
- -
பதில் / Answer
- பிரியோன் / Prion
- வைரொயிட் (viroid) / Viroid
- பாக்டீரியா / Bacterium
- பூஞ்சை / Fungus
- -
பதில் / Answer
- வைரொயிட் / Viroid
- பிரியோன் (prion) / Prion
- மைக்கோபிளாஸ்மா / Mycoplasma
- காப்சோமியர் / Capsomere
- -
பதில் / Answer
- இருபிளவு (binary fission) / Binary fission
- ஒடுக்கற்பிரிவு / Meiosis
- வித்து உருவாக்கம் / Spore formation only
- இணைதல் / Conjugation
- -
பதில் / Answer
- போலிக்கால் / Pseudopod
- குறுமயிர் / Cilia
- கசையிழை / Flagella
- காப்சிட் / Capsid
- -
பதில் / Answer
- நுண்ணங்கிகளின் வியாபகத் தன்மையையும் அதிதீவிர நாடிகளின் இரு வகைகளையும் கூறுக. / State the ubiquitous nature of microbes and two types of extremophiles. (3)
- சிறிய பருமன் எவ்வாறு உயர் வளர்சிதைமாற்ற வீதத்துக்கு வழிவகுக்கிறது? / How does small size lead to a high metabolic rate? (2)
- நச்சுயிரிகள் ஏன் கட்டுப்பட்ட ஒட்டுண்ணிகள் எனப்படுகின்றன? / Why are viruses called obligate parasites? (2)
- மொலிக்யூட்டுகளின் தனித்துவ அம்சம் மற்றும் ஒரு உதாரணம் கூறுக. / State the unique feature of mollicutes and one example. (3)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) சிறிய அளவு → உயர் மேற்பரப்பு/கனவளவு விகிதம் → பொருட்களின் பரிமாற்றம் ↑ → உயர் வளர்சிதைமாற்ற வீதம். (2)
(இ) விருந்தளிக்கும் கலத்துக்கு வெளியே அனுசேபம்/இனப்பெருக்கம் இல்லை; கலத்துள் மட்டுமே பெருகும். (2)
(ஈ) கலச்சுவரற்றமை; எ.கா. மைக்கோபிளாஸ்மா / பைட்டோபிளாஸ்மா. (3)
நுண்ணங்கியியலில் கற்கப்படும் முக்கிய குழுக்களை அவற்றின் தன்மைகள் + உதாரணங்களுடன் விபரிக்க. / Describe the major groups studied under microbiology with their characteristics and examples.
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• சயனோபாக்டீரியா — ஒளி தற்போசி; ஹீட்டரோசிஸ்டில் நைதரசன் பதிப்பு.
• பூஞ்சை — யூகரியோட்; ஹைஃபா/மைசீலியம்; இரசாயன பிறபோசி (அழுகல்வாழி).
• புரோட்டிஸ்ட் — தனிக்கல யூகரியோட்; போலிக்கால்/குறுமயிர்/கசையிழை.
• மொலிக்யூட்டுகள் — கலச்சுவரற்றவை (மைக்கோ/பைட்டோபிளாஸ்மா).
• நச்சுயிரி/வைரொயிட்/பிரியோன் — கலவொழுங்கமைப்பற்ற கட்டுப்பட்ட ஒட்டுண்ணிகள்.
பதில் / Show answer
- நுண்ணங்கி = நுணுக்குக்காட்டியால் மட்டுமே காணக்கூடிய உயிரி.
- வகைகள்: பாக்டீரியா, ஆர்க்கியா, பூஞ்சை, முதலீரி, நச்சுயிரி, பிரியோன்.
- சில பயனுள்ளவை, சில நோய் உண்டாக்கும்.