(मायक्रोबॉयॉलॉजी). सूक्ष्मदर्शीशिवाय दिसू न शकणाऱ्या जीवांच्या अभ्यासाला सूक्ष्मजीवविज्ञान म्हणतात. सूक्ष्मजीवांमध्ये जीवाणू, आर्किया, कवक (यीस्ट आणि कवकनिरोधी), शैवाल, प्रोटोझोआ आणि विषाणू यांसारख्या एकपेशीय व बहुपेशीय तसेच अपेशीय जीवांचा समावेश होतो. त्यांची संरचना साधी असते. सर्वसाधारणपणे सर्व सूक्ष्मजीवांचा आकार ०.१ मिमी.पेक्षा कमी असतो. सूक्ष्मदर्शी किंवा इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी यांचा वापर करून कित्येकशे पटीने त्यांचे आकारमान वाढवून सूक्ष्मजीवांना पाहता येते. सूक्ष्मजीवविज्ञान ही जीवविज्ञानाची एक शाखा असून या शाखेत सूक्ष्मजीव ओळखणे, त्यांची संरचना व कार्ये यांचा अभ्यास करणे, त्यांचे वर्गीकरण करणे तसेच इतर सजीवांवर होणारा त्यांचा परिणाम अभ्यासणे इ. बाबींचा अभ्यास केला जातो. सूक्ष्मजीवांच्या स्वरूपानुसार या शाखेच्या विषाणुविज्ञान, कवकविज्ञान, जीवाणुविज्ञान, परजीवीविज्ञान इ. उपशाखा आहेत.
सूक्ष्मजीवांचा शोध लागण्यापूर्वी अनेक शतके आधीच त्यांचे अस्तित्व मान्य झाले होते. इ.स.पू. ६ व्या शतकात जैन धर्माचे गुरू महावीर यांनी डोळ्यांना न दिसणारे सूक्ष्मजीवांचे जीवन असावे, असे मत मांडले होते. महावीर यांनी पृथ्वी, पाणी, हवा आणि अग्नी यांत डोळ्यांना न दिसणारे सूक्ष्मजीव म्हणजे ‘निगोडा’ असतात, असे मत मांडल्याची पुष्टी पॉल डंडास या जैन धर्माच्या अभ्यासकाने दिली आहे. सूक्ष्मजीव समूहाने राहतात, त्यांचा आयु:काल अत्यंत कमी असतो आणि ते विश्वाच्या प्रत्येक भागात म्हणजे वनस्पतींच्या ऊती तसेच प्राण्यांच्या मांसात राहतात, असे महावीर यांनी सांगितल्याचा उल्लेख आहे. इ.स.पू. ११६–२७ या काळात होऊन गेलेल्या रोममधील मार्कस टेरेंशियस वारो या अभ्यासकाने दलदलीच्या भागात निवास करण्यासंबंधी असे सूचित केले होते की, अशा जागेत सूक्ष्मजीवांची पैदास होते, जे डोळ्यांना दिसत नाहीत. असे सूक्ष्मजीव हवेत मिसळतात, नाकावाटे व तोंडावाटे शरीरात घुसतात आणि गंभीर आजार निर्माण करतात.
इस्लामी संस्कृती बहरात असताना, अविसेना (९८०–१०३७) या पर्शियन तत्त्ववेत्त्याने त्याच्या वैद्यकशास्त्रावरील कॅनन ऑफ मेडिसीन या ग्रंथात सूक्ष्मजीवांचा उल्लेख केला आहे. इब्न झूर (१०९४–११६२) या वैद्याने खरूज रोगाचे सूक्ष्मजीव शोधले हाते, तर अल्-राझी (८५४–९२५) या बहुव्यासंगी वैद्याने देवी रोगाचे वर्णन त्यांच्या द व्हर्च्युअस लाइफ या ग्रंथात केलेले आढळते. १५४६ मध्ये गिरोलॅमो फ्रॅकास्टोरो या इटालियन वैद्याने साथीचे रोग लहान बियांसारख्या कारकांमुळे उद्भवतात, जे प्रत्यक्ष संपर्क, अप्रत्यक्ष संपर्क किंवा वाहक यांद्वारे रोगांचा प्रसार करतात, असे म्हटले आहे.
सूक्ष्मविज्ञानाच्या अभ्यासाची प्रगती सूक्ष्मदर्शीचा विकास होत गेला तशी झाली, असे म्हणता येईल. १६७६ साली आंतॉन व्हान लेव्हेनहूक याने एकच भिंग वापरून बनवलेल्या सूक्ष्मदर्शीच्या साहाय्याने जीवाणूंचा व इतर सूक्ष्मजीवांचा शोध लावला. त्यांच्या या पथदर्शी कार्यामुळे त्यांना ‘सूक्ष्मजीवविज्ञानाचे जनक’ म्हणतात. ते एक डच व्यापारी होते. भिंगे घासणे व त्यांपासून सूक्ष्मदर्शी तयार करणे, याचा त्यांना छंद होता. एकच भिंग वापरून बनवलेल्या सूक्ष्मदर्शीच्या साहाय्याने प्राण्यांच्या आतड्यातील आदिजीवांचे आणि दातांच्या खरवडीतून मिळालेल्या सूक्ष्मजीवांची योग्य वर्णने त्यांनी लिहिली होती. तसेच १६७३ ते १७२३ या काळात त्यांनी केलेली वर्णने रॉयल सोसायटीलाही कळवली होती. त्यांनी सूक्ष्मजीव पाहिल्याचा उल्लेख असला, तरी रॉबर्ट हूक यांनीही १६६५ मध्ये कवकांच्या फलकायांचे निरीक्षण केल्याचा उल्लेख आहे. मात्र, सूक्ष्मजीवांचे सर्वप्रथम निरीक्षण अथॅनासियस किर्चर या जर्मन धर्मगुरूने केल्याचे दिसते. किर्चर यांना भिंगाचे गुणधर्म चांगले माहीत होते आणि त्यांनी सर्वप्रथम दर्शित्र (प्रोजेक्टर) तयार केला. त्यांनी असे लिहिले आहे की, कुजलेल्या पदार्थात असंख्य सरपटणारे जीव असतात. त्यांना ते ॲनिमलक्यूल म्हणत. त्यांनी १६५८ मध्ये प्लेगच्या परीक्षणासंबंधी स्क्रुटिनियम पेस्टिस हे पुस्तक प्रकाशित केले. प्लेग झालेल्या रुग्णाच्या रक्तातील तांबड्या व पांढऱ्या पेशींची स्थिती पाहून हा रोग ॲनिमलक्यूलमुळे होतो, असे त्यांनी लिहिले होते.
जीवाणुविज्ञानाचा जन्म : १९ व्या शतकात फेर्डिनांड कोन या वनस्पतिवैज्ञानिकाच्या संशोधनातून जीवाणुविज्ञान उदयाला आले. नंतर ही सूक्ष्मजीवविज्ञानाची शाखा झाली. कोन यांनी अनेक कवकांचा आणि प्रकाशसंश्लेषी जीवाणूंचा अभ्यास केला आणि बॅसिलस, बेगिएटोआ प्रजातीसह कित्येक जीवाणूंचे वर्णन केले. त्यांनीच सर्वप्रथम जीवाणूंच्या वर्गीकरणाची योजना तयार केली, तसेच अंतर्बीजाणू म्हणजे जीवाणूंच्या अलैंगिक प्रजननाच्या अंगकांची माहिती दिली. लूई पाश्चर आणि रॉबर्ट कॉख हे कोनचे समकालीन होते आणि त्यांनाही अनुक्रमे सूक्ष्मजीवविज्ञानाचे आणि वैद्यकीय सूक्ष्मजीवविज्ञानाचे जनक मानतात. १८५७ साली लूई पाश्चर यांनी दुधातील लॅक्टिक आम्लाचे किण्वन सूक्ष्मजीवांच्या उपस्थितीवर अवलंबून असते, हे दाखवून दिले. त्यांनी अन्नपरिरक्षणाच्या पद्धती शोधल्या, तसेच अँथ्रॅक्स (काळपुळी), फाउल कॉलरा आणि आलर्क रोग (रेबीज) या रोगांच्या लसी तयार केल्या. पाश्चर यांचा विद्यार्थी एड्रिन कर्टिस यांनी सागरी सूक्ष्मजीवविज्ञानाचा पाया रचला. कॉख याने विशिष्ट रोगाला विशिष्ट रोगकारक सूक्ष्मजीवच कारणीभूत असतात, हे पटवून दिले (रोग आणि रोगकारकासंबंधी त्याने मांडलेली मते ‘कॉख गृहीतके’ म्हणून प्रसिद्ध आहेत). कॉख हे रोगकारक जीवाणूंचा शोध, त्यांचे संवर्धन व त्यांचा अभ्यास करणाऱ्या सुरुवातीच्या वैज्ञानिकांपैकी होते. याच प्रयत्नांमधून क्षय रोगाला मायकोबॅक्टेरियम ट्युबरक्युलॉसिस जीवाणू कारणीभूत असतात, हे समजले.
एकोणिसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात मार्टिन बायेरिंक आणि सर्गेई विनोग्रॅडस्की यांनी केलेल्या कार्यामुळे सूक्ष्मजीवविज्ञानाचा पाया रुंदावला. बायेरिंक यांनी दोन मोलाचे शोध लावले : (१) त्यांनी विषाणूंचा शोध लावला आणि (२) सूक्ष्मजीवांच्या अभ्यासासाठी लागणारे ‘संवर्धन तंत्र’ विकसित केले. १८९२ साली केवडा रोग पडलेल्या तंबाखूच्या झाडांतील रसाच्या गाळापासून मिळालेले पदार्थ निरोगी वनस्पतीत रोग उत्पन्न करू शकतात, असे रशियन सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ डी. इवँनोवस्की यांनी नमूद केले होते. बायेरिंक यांनी या गोष्टीची खातरजमा केली. जनावरांच्या पायलाग किंवा खुरखूत (फूट अँड माउथ डिसीज – लाळ रोग) रोगाचे कारक अशाच प्रकारे मिळवलेल्या पदार्थांतील सूक्ष्मजीव असतात, हे १९०२ मध्ये लक्षात आले. १९३० च्या सुमाराला अशा सूक्ष्मजीवांना ‘विषाणू’ (व्हायरस) ही संज्ञा रूढ झाली. विषाणुशास्त्र शाखेच्या जडणघडणीत बायेरिंक यांना महत्त्वाचे स्थान आहे. विनोग्रॅडस्की यांनी अकार्बनी पोषण (लिथोग्राफी) ही संकल्पना सर्वप्रथम मांडली आणि भूरासायनिक प्रक्रियांमध्ये सूक्ष्मजीवांची भूमिका स्पष्ट केली. नायट्रोजन स्थिरीकरणात भाग घेणारे जीवाणू त्यांनी प्रथम वेगळे केले. जोसेफ लिस्टर या वैद्यकाने फिनॉल या जंतुनाशक कार्बनी संयुगाचा वापर रुग्णांच्या उघड्या जखमा साफ करण्यासाठी सुरू केला.
सूक्ष्मजीवविज्ञानाच्या शाखा : मूलभूत सूक्ष्मजीवविज्ञान आणि उपयोजित सूक्ष्मजीवविज्ञान अशा सूक्ष्मजीवविज्ञानाच्या शाखा आहेत. मूलभूत शाखांमध्ये केवळ सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास केला जातो. यात जीवाणुविज्ञान, कवकविज्ञान, आदिजीवविज्ञान, शैवालविज्ञान, परजीवीविज्ञान, विषाणुविज्ञान, सूक्ष्मजीवी पारिस्थितीकी (सूक्ष्मजीव आणि त्यांचे पर्यावरण यांचा अभ्यास) इ. शाखांचा समावेश होतो. उपयोजित शाखांमध्ये वैद्यकीय सूक्ष्मजीवविज्ञान (रोगकारक सूक्ष्मजीवांमुळे माणसांमध्ये होणाऱ्या रोगांचा अभ्यास), औषधीय सूक्ष्मजीवविज्ञान (प्रतिजैविके, जीवनसत्त्वे, विकरे, लसी इ. निर्मितीसाठी वापरल्या जाणाऱ्या सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास), औद्योगिक सूक्ष्मजीवविज्ञान (औद्योगिक किण्वन आणि अपशिष्टजल संस्करण यांसाठी वापरण्यात येणाऱ्या सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास), कृषी सूक्ष्मजीवविज्ञान (कृषीक्षेत्रातील सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास), पर्यावरणीय सूक्ष्मजीवविज्ञान (पर्यावरणातील सूक्ष्मजीवांचे कार्य आणि विविधता यांचा अभ्यास), जैवतंत्रज्ञान (पहा कु. वि.: भाग २) इ. शाखांचा समावेश होतो. सूक्ष्मजीवविज्ञानाची आणखी एक शाखा पेशीय सूक्ष्मजीवविज्ञान ही सूक्ष्मजीवविज्ञान आणि पेशीय जीवविज्ञान यांच्यातील दुवा आहे. या शाखेत रोगकारक सूक्ष्मजीवांचा वापर पेशीय जीवविज्ञानातील संशोधनासाठी करतात, तर पेशीय जीवविज्ञानातील अभ्यास पद्धती सूक्ष्मजीवांची रोगकारकता समजून घेण्यासाठी वापरल्या जातात.
उपयोग : औद्योगिक, शैक्षणिक व शासकीय क्षेत्रांमध्ये सूक्ष्मजीवविज्ञानातील मूलभूत व उपयोजित संशोधन केले जाते. काही सूक्ष्मजीवांमुळे मनुष्य तसेच प्राणी, वनस्पती यांच्यात वेगवेगळे रोग उद्भवत असले, तरी अनेक सूक्ष्मजीव औद्योगिक किण्वन (अल्कोहोल, व्हिनेगार, दुग्धजन्य उत्पादितांचे उत्पादन), प्रतिजैविक निर्मिती इ. प्रक्रियांसाठी उपयुक्त ठरतात. सूक्ष्मजीवांसंबंधीच्या माहितीचा वापर करून वैज्ञानिकांनी जैवतंत्रज्ञानाचा वापर करून काही महत्त्वाची विकरे (ताक पॉलिमरेझ), तसेच ऊती संवर्धन व जीवाणू, प्राणी व वनस्पती यांच्या जनुकांसंबंधी माहिती मिळवण्यासाठी वापरली जाणारी रिपोर्टर जीन तयार केलेली आहेत.
ॲमिनो आम्लांच्या औद्योगिक उत्पादनाकरिता जीवाणूंचा वापर करतात. उदा., कोरिनेबॅक्टेरियम ग्लुटामिकम या जीवाणूंचा वापर करून एल-ग्लुटामेट आणि एल-लायसीन या ॲमिनो आम्लांचे उत्पादन घेतले जाते. काही जीवाणू प्रतिजैविके संश्लेषित करू शकतात. उदा. स्ट्रेप्टोमायसीस प्रजातीचे जीवाणू ॲमिनोग्लायकोसाइड प्रकारची प्रतिजैविके बनवतात. जैवबहुवारिकांचे विविध प्रकार जसे पॉलिसॅकराइडे, पॉलिएस्टरे, पॉलिअमाइडे सूक्ष्मजीवांपासून तयार होतात. तसेच खास वैद्यकीय कारणांसाठी ऊती अभियांत्रिकी आणि शरीरातील औषधांचे वहन होण्यासाठी खास जैवबहुवारिके तयार करण्यासाठी सूक्ष्मजीवांचा वापर करतात. झँथॅन गम, अल्जिनिक आम्ल, सेल्युलोज, सायनोफायसीन, गॅमा-ग्लुटामिक आम्ल, हायलुरॉनिक आम्ल, कार्बनी संयुगे इ. तयार करण्यासाठी सूक्ष्मजीवांचा वापर केला जातो.
घरगुती, कृषी तसेच औद्योगिक अपशिष्टांचे जैवअपघटन करण्यासाठी, तसेच माती, गाळ व सागरी पर्यावरणाच्या प्रदूषणावर जैवउपाय करण्यासाठी सूक्ष्मजीव उपयुक्त ठरतात. प्रत्येक सूक्ष्मजीवाची अपशिष्टातील विषारीपणा कमी करण्याची क्षमता त्या-त्या दूषकाच्या स्वरूपावर अवलंबून असते. वेगवेगळ्या ठिकाणी वेगवेगळी प्रदूषके असल्याने त्यांचे सूक्ष्मजीवी अपघटन करण्यासाठी जीवाणू आणि कवके यांच्या जातींचे मिश्रण वापरतात.
मनुष्यांमध्ये तसेच प्राण्यांमध्ये सहजीवी सूक्ष्मजीवींचे समूह राहतात आणि ते आश्रयींचे आरोग्य नीट राखतात. ते पचनक्रिया नीट राखतात, जीवनसत्त्वे व ॲमिनो आम्ले यांची निर्मिती करतात, तसेच रोगकारक सूक्ष्मजीवांचा नाश करतात. काही किण्व पदार्थांचे सेवन जसे, आदिजैवके (पचनसंस्थेला उपयुक्त असलेले जीवाणू) किंवा पूर्वजैवके (आदिजैवकांच्या वाढीसाठी सेवन केलेले पदार्थ) आरोग्याला लाभदायक असतात.
सूक्ष्मजीव हे कर्करोगावर उपचारांसाठी उपयुक्त ठरू शकतात, असे आढळले आहे. अरोगकारक क्लोस्टिडिया प्रजातीचे जीवाणू शरीरातील गाठींमध्ये शिरू शकतात आणि प्रतिकृती तयार करू शकतात. हे जीवाणू सुरक्षित रीत्या प्रवेशित करून त्यांच्यातील प्रथिने कर्करोगाच्या उपचारांसाठी वापरता येतील, असे काही प्राथमिक चाचण्यांमधून दिसले आहे.
ठाकूर, अ. ना.; पांढरे-कुलकर्णी, रोहिणी
सूक्ष्मदर्शीशिवाय दिसू न शकणाऱ्या जीवांच्या अभ्यासाला सूक्ष्मजीवविज्ञान म्हणतात. सूक्ष्मजीवांमध्ये जीवाणू, आर्किया, कवक (यीस्ट आणि कवकनिरोधी), शैवाल, प्रोटोझोआ आणि विषाणू यांसारख्या एकपेशीय व बहुपेशीय तसेच अपेशीय जीवांचा समावेश होतो. त्यांची संरचना साधी असते. सर्वसाधारणपणे सर्व सूक्ष्मजीवांचा आकार ०.१ मिलीमीटरपेक्षा कमी असतो. सूक्ष्मदर्शी किंवा इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी यांचा वापर करून कित्येकशे पटीने त्यांचे आकारमान वाढवून सूक्ष्मजीवांना पाहता येते. सूक्ष्मजीवविज्ञान ही जीवविज्ञानाची एक शाखा असून या शाखेत सूक्ष्मजीव ओळखणे, त्यांची संरचना व कार्ये यांचा अभ्यास करणे, त्यांचे वर्गीकरण करणे तसेच इतर सजीवांवर होणारा त्यांचा परिणाम अभ्यासणे इ. बाबींचा अभ्यास करतात. सूक्ष्मजीवांच्या स्वरूपानुसार या शाखेच्या विषाणुविज्ञान, कवकविज्ञान, जीवाणुविज्ञान, परजीवीविज्ञान इ. उपशाखा आहेत.
सूक्ष्मजीवांचा शोध लागण्यापूर्वी अनेक शतके आधीच त्यांचे अस्तित्व मान्य झाले होते. इ.स.पू. ६ व्या शतकात जैन धर्माचे गुरू महावीर यांनी डोळ्यांना न दिसणारे सूक्ष्मजीवांचे जीवन असावे, असे मत मांडले होते. महावीर यांनी पृथ्वी, पाणी, हवा आणि अग्नि यांत डोळ्यांना न दिसणारे सूक्ष्मजीव म्हणजे ‘निगोडा’ असतात, असे मत मांडल्याची पुष्टी पॉल डंडास या जैन धर्माच्या अभ्यासकाने दिली आहे. सूक्ष्मजीव समूहाने राहतात, त्यांचा आयु:काल अत्यंत कमी असतो आणि ते विश्वाच्या प्रत्येक भागात म्हणजे वनस्पतींच्या ऊती तसेच प्राण्यांच्या मांसात राहतात, असे महावीर यांनी सांगितल्याचा उल्लेख आहे. इ.स.पू. ११६-२७ या काळात होऊन गेलेल्या रोममधील मार्कस टेरेंशियस वारो या अभ्यासकाने दलदलीच्या भागात निवास करण्यासंबंधी असे सूचित केले होते की, अशा जागेत सूक्ष्मजीवांची पैदास होते, जे डोळ्यांना दिसत नाहीत. असे सूक्ष्मजीव हवेत मिसळतात, नाकावाटे व तोंडावाटे शरीरात घुसतात आणि गंभीर आजार निर्माण करतात.
इस्लामी संस्कृती बहरात असताना, अविसेना (९८०-१०३७) या पर्शियन तत्त्ववेत्त्याने त्याच्या वैद्यकशास्त्रावरील ‘कॅनन ऑफ मेडिसीन’ या ग्रंथात सूक्ष्मजीवांचा उल्लेख केला आहे. इब्न झूर (१०९४-११६२) या वैद्याने खरूज रोगाचे सूक्ष्मजीव शोधले हाते, तर अल्-राझी (८५४-९२५) या बहुव्यासंगी वैद्याने देवी रोगाचे वर्णन त्यांच्या ‘द व्हर्च्युअस लाइफ’ या ग्रंथात केलेले आढळते. १५४६ मध्ये गिरोलॅमो फ्रॅकास्टोरो या इटालियन वैद्याने साथीचे रोग लहान बियांसारख्या कारकांमुळे उद्भवतात, जे प्रत्यक्ष संपर्क, अप्रत्यक्ष संपर्क किंवा वाहक यांद्वारे रोगांचा प्रसार करतात, असे म्हटले आहे.
सूक्ष्मविज्ञानाची प्रगती सूक्ष्मदर्शीचा विकास होत गेला तशी झाली, असे म्हणता येईल. १६७६ साली आंतॉन व्हान लेव्हेनहूक याने एकच भिंग वापरून बनवलेल्या सूक्ष्मदर्शीच्या साहाय्याने जीवाणूंचा व इतर सूक्ष्मजीवांचा शोध लावला. त्यांच्या या पथदर्शी कार्यामुळे यांना ‘सूक्ष्मजीवविज्ञानाचे जनक’ म्हणतात. ते एक डच व्यापारी होते. भिंगे घासणे व त्यांपासून सूक्ष्मदर्शी तयार करणे, याचा त्यांना छंद होता. एकच भिंग वापरून बनवलेल्या सूक्ष्मदर्शीच्या साहाय्याने प्राण्यांच्या आतड्यातील आदिजीवांचे आणि दातांच्या खरवडीतून मिळालेल्या सूक्ष्मजीवांची योग्य वर्णने त्यांनी लिहिली होती. तसेच १६७३ ते १७२३ या काळात त्यांनी केलेली वर्णने रॉयल सोसायटीलाही कळवली होती. त्यांनी सूक्ष्मजीव पाहिल्याचा उल्लेख असला, तरी रॉबर्ट हूक यांनीही १६६५ मध्ये कवकांच्या फलकायांचे निरीक्षण केल्याचा उल्लेख आहे. मात्र, सूक्ष्मजीवांचे सर्वप्रथम निरीक्षण अथॅनासियस किर्चर या जर्मन धर्मगुरूने केल्याचे दिसते. किर्चर यांना भिंगाचे गुणधर्म चांगले माहीत होते आणि त्यांनी सर्वप्रथम दर्शित्र (प्रोजेक्टर) तयार केला. त्यांनी असे लिहिले आहे की, कुजलेल्या पदार्थात असंख्य सरपटणारे जीव असतात. त्यांना ते ॲनिमलक्यूल म्हणत. त्यांनी १६५८ मध्ये प्लेगच्या परीक्षणासंबंधी स्क्रुटिनियम पेस्टिस हे पुस्तक प्रकाशित केले. प्लेग झालेल्या रुग्णाच्या रक्तातील तांबड्या व पांढऱ्या पेशींची स्थिती पाहून हा रोग ॲनिमलक्यूलमुळे होतो, असे त्यांनी लिहिले होते.
जीवाणुविज्ञानाचा जन्म : १९ व्या शतकात फेर्डिनांड कोन या वनस्पतिवैज्ञानिकाच्या संशोधनातून जीवाणुविज्ञान उदयाला आले. नंतर ही सूक्ष्मजीवविज्ञानाची शाखा झाली. कोन यांनी अनेक कवकांचा आणि प्रकाशसंश्लेषी जीवाणूंचा अभ्यास केला आणि बॅसिलस तसेच बेगिएटोआ प्रजातीसह कित्येक जीवाणूंचे वर्णन केले. त्यांनीच सर्वप्रथम जीवाणूंच्या वर्गीकरणाची योजना तयार केली, तसेच अंतर्बीजाणू म्हणजे जीवाणूंच्या अलैंगिक प्रजननाच्या अंगकांची माहिती दिली. लूई पाश्चर आणि रॉबर्ट कॉख हे कोनचे समकालीन होते आणि त्यांनाही अनुक्रमे सूक्ष्मजीवविज्ञानाचे आणि वैद्यकीय सूक्ष्मजीवविज्ञानाचे जनक मानतात. १८५७ साली लुई पाश्चर यांनी दुधातील लॅक्टिक आम्लाचे किण्वन सूक्ष्मजीवांच्या उपस्थितीवर अवलंबून असते, हे दाखवून दिले. त्यांनी अन्नपरिरक्षणाच्या पद्धती शोधल्या, तसेच अँथ्रॅक्स (काळपुळी), फाउल कॉलरा आणि आलर्क रोग (रेबीज) या रोगांच्या लसी तयार केल्या. पाश्चर यांचा विद्यार्थी एड्रिन कर्टिस यांनी सागरी सूक्ष्मजीवविज्ञानाचा पाया रचला. कॉख याने विशिष्ट रोगाला विशिष्ट रोगकारक सूक्ष्मजीवच कारणीभूत असतात, हे पटवून दिले (रोग आणि रोगकारकासंबंधी त्याने मांडलेली मते ‘कॉख गृहीतके’ म्हणून प्रसिद्ध आहेत). कॉख हे रोगकारक जीवाणू शोधण्याचे व त्यांची वेगळी संवर्धात वाढ करण्याचे प्रयत्न करणाऱ्या सुरुवातीच्या वैज्ञानिकांपैकी होते. याच प्रयत्नांमधून क्षय रोगाला मायकोबॅक्टेरियम ट्युबरक्युलॉसिस जीवाणू कारणीभूत असतात, हे समजले.
१९ व्या शतकाच्या उत्तरार्धात मार्टिन बायेरिंक आणि सर्गेई विनोग्रॅडस्की यांनी केलेल्या कार्यामुळे सूक्ष्मजीवविज्ञानाचा पाया रुंदावला. बायेरिंक यांनी दोन मोलाचे शोध लावले: एक, त्यांनी विषाणूंचा शोध लावला आणि दोन, सूक्ष्मजीवांच्या अभ्यासासाठी लागणाऱ्या ‘संवर्धन तंत्र’ विकसित केले. १८९२ साली केवडा रोग पडलेल्या तंबाखूच्या झाडांतील रसाच्या गाळापासून मिळालेले पदार्थ निरोगी वनस्पतीत रोग उत्पन्न करू शकतात, असे रशियन सूक्ष्मजीवशास्त्रज्ञ डी. इवँनोवस्की यांनी नमूद केले होते. बायेरिंक यांनी या गोष्टीची खातरजमा केली. जनावरांच्या पायलाग किंवा खुरकुत (फूट अँड माउथ डिसीज) रोगाचे कारक अशाच प्रकारे मिळवलेल्या पदार्थांतील सूक्ष्मजीव असतात, हे १९०२ मध्ये लक्षात आले. १९३० च्या सुमाराला अशा सूक्ष्मजीवांना ‘विषाणू’ (व्हायरस) ही संज्ञा रूढ झाली. विषाणूशास्त्र शाखेच्या जडणघडणीत बायेरिंक यांना महत्त्वाचे स्थान आहे. विनोग्रॅडस्की यांनी अकार्बनी पोषण (लिथोग्राफी) ही संकल्पना सर्वप्रथम मांडली आणि भूरासायनिक प्रक्रियांमध्ये सूक्ष्मजीवांची भूमिका स्पष्ट केली. नायट्रोजन स्थिरीकरणात भाग घेणारे जीवाणू त्यांनी प्रथम वेगळे केले. जोसेफ लिस्टर या वैद्यकाने फिनॉल या जंतुनाशक कार्बनी संयुगाचा वापर रुग्णांच्या उघड्या जखमा साफ करण्यासाठी सुरू केला.
सूक्ष्मजीवविज्ञानाच्या शाखा : मूलभूत सूक्ष्मजीवविज्ञान आणि उपयोजित सूक्ष्मजीवविज्ञान अशा सूक्ष्मजीवविज्ञानाच्या शाखा आहेत; मूलभूत शाखांमध्ये केवळ सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास केला जातो. यात जीवाणुविज्ञान, कवकविज्ञान, आदिजीवविज्ञान, शैवालविज्ञान, परजीवीविज्ञान, विषाणुविज्ञान, सूक्ष्मजीवी पारिस्थितीकी (सूक्ष्मजीव आणि त्यांचे पर्यावरण यांचा अभ्यास) इ. शाखांचा समावेश होतो. उपयोजित शाखांमध्ये वैद्यकीय सूक्ष्मजीवविज्ञान (रोगकारक सूक्ष्मजीवांमुळे माणसांमध्ये होणाऱ्या रोगांचा अभ्यास), औषधीय सूक्ष्मजीवविज्ञान (प्रतिजैविके, जीवनसत्त्वे, विकरे, लसी इ. निर्मितीसाठी वापरले जाणाऱ्या सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास), औद्योगिक सूक्ष्मजीवविज्ञान (औद्योगिक किण्वन आणि अपशिष्टजल संस्करण वापरले जाणाऱ्या सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास), कृषी सूक्ष्मजीवविज्ञान (कृषीक्षेत्रातील सूक्ष्मजीवांचा अभ्यास), पर्यावरणीय सूक्ष्मजीवविज्ञान (पर्यावरणातील सूक्ष्मजीवांचे कार्य आणि विविधता यांचा अभ्यास), जैवतंत्रज्ञान इ. शाखांचा समावेश होतो. सूक्ष्मजीवविज्ञानाची आणखी एक शाखा पेशीय सूक्ष्मजीवविज्ञान ही सूक्ष्मजीवविज्ञान आणि पेशीय जीवविज्ञान यांच्यांतील दुवा आहे. या शाखेत रोगकारक सूक्ष्मजीवांचा वापर पेशीय जीवविज्ञानातील संशोधनासाठी करतात, तर पेशीय जीवविज्ञानातील अभ्यास पद्धती सूक्ष्मजीवांची रोगकारकता समजून घेण्यासाठी वापरल्या जातात.
उपयोग : औद्योगिक, शैक्षणिक व शासकीय क्षेत्रांमध्ये सूक्ष्मजीवविज्ञानातील मूलभूत व उपयोजित संशोधन केले जाते. काही सूक्ष्मजीवांमुळे मनुष्य तसेच प्राणी, वनस्पती यांच्यात वेगवेगळे रोग उद्भवत असले, तरी अनेक सूक्ष्मजीव औद्योगिक किण्वन (अल्कोहोल, व्हिनेगार, दुग्धजन्य उत्पादितांचे उत्पादन), प्रतिजैविक निर्मिती इ. प्रक्रियांसाठी उपयुक्त ठरतात. सूक्ष्मजीवांसंबंधीच्या माहितीचा वापर करून वैज्ञानिकांनी जैवतंत्रज्ञानाचा वापर करून काही महत्त्वाची विकरे (ताक पॉलिमरेझ), तसेच ऊती संवर्धन व जीवाणू, प्राणी व वनस्पती यांच्या जनुकांसंबंधी माहिती मिळवण्यासाठी वापरली जाणारी रिपोर्टर जीन तयार केलेली आहेत.
ॲमिनो आम्लांच्या औद्योगिक उत्पादनाकरिता जीवाणूंचा वापर करतात. उदा. कोरिनेबॅक्टेरियम ग्लुटामिकम या जातीच्या जीवाणूंचा वापर करून एल्‌-ग्लुटामेट आणि एल्‌-लायसीन या ॲमिनो आम्लांचे उत्पादन घेतले जाते. काही जीवाणू प्रतिजैविके संश्लेषित करू शकतात. उदा. स्ट्रेप्टोमायसीस प्रजातीचे जीवाणू ॲमिनोग्लायकोसाइड प्रकारची प्रतिजैविके बनवतात. जैवबहुवारिकांचे विविध प्रकार जसे पॉलिसॅकराइडे, पॉलिएस्टरे, पॉलिअमाइडे सूक्ष्मजीवांपासून तयार होतात. तसेच खास वैद्यकीय कारणांसाठी ऊती अभियांत्रिकी आणि शरीरातील औषधांचे वहन होण्यासाठी खास जैवबहुवारिके तयार करण्यासाठी सूक्ष्मजीवांचा वापर करतात. झँथॅन गम, अल्जिनिक आम्ल, सेल्युलोज, सायनोफायसीन, गॅमा-ग्लुटामिक आम्ल, हायलुरॉनिक आम्ल, कार्बनी संयुगे इ. तयार करण्यासाठी सूक्ष्मजीवांचा वापर केला जातो.
घरगुती, कृषी तसेच औद्योगिक अपशिष्टांचे जैवअपघटन करण्यासाठी, तसेच माती, गाळ व सागरी पर्यावरणाच्या प्रदूषणावर जैवउपाय करण्यासाठी सूक्ष्मजीव उपयुक्त ठरतात. प्रत्येक सूक्ष्मजीवाची अपशिष्टातील विषारीपणा कमी करण्याची क्षमता त्या त्या दूषकाच्या स्वरूपावर अवलंबून असते. वेगवेगळ्या ठिकाणी वेगवेगळी प्रदूषके असल्याने त्यांचे सूक्ष्मजीवी अपघटन करण्यासाठी जीवाणू आणि कवके यांच्या जातींचे मिश्रण वापरतात.
मनुष्यांमध्ये तसेच प्राण्यांमध्ये सहजीवी सूक्ष्मजीवींचे समूह राहतात आणि ते आश्रयींचे आरोग्य नीट राखतात. ते पचनक्रिया नीट राखतात, जीवनसत्त्वे व ॲमिनो आम्ले यांची निर्मिती करतात, तसेच रोगकारक सूक्ष्मजीवांचा नाश करतात. काही किण्व पदार्थांचे सेवन जसे, आदिजैवके (पचनसंस्थेला उपयुक्त असलेले जीवाणू) किंवा पूर्वजैवके (आदिजैवकांच्या वाढीसाठी सेवन केलेले पदार्थ) आरोग्याला लाभदायक असतात.
सूक्ष्मजीव हे कर्करोगावर उपचारांसाठी उपयुक्त ठरू शकतात, असे आढळले आहे. अरोगकारक क्लोस्टिडिया प्रजातीचे जीवाणू शरीरातील गाठींमध्ये शिरू शकतात आणि प्रतिकृती तयार करू शकतात. हे जीवाणू सुरक्षितरित्या प्रवेशित करून त्यांच्यातील प्रथिने कर्करोगाच्या उपचारांसाठी वापरता येतील, असे काही प्राथमिक चाचण्यांमधून दिसले आहे.
जवळपास सर्वच सूक्ष्मजीवांचे आकार ०.१ मिलीमीटरपेक्षा कमी असते. सूक्ष्मदर्शी किंवा इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी यांचा वापर करून कित्येकशे पटीने त्यांचे आकार वाढवून सूक्ष्मजीवांना पाहता येते.
