微生物
微生物はバイオテクノロジー、生化学、遺伝学、分子生物学において不可欠な道具である。酵母である出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)や分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)は、急速で大規模に増殖させることができ、操作も容易な単純な真核生物であるため、科学において重要なモデル生物である。遺伝学、ゲノミクス、プロテオミクスの分野で特に価値がある。微生物は、ステロイドの生産や皮膚疾患の治療などの用途に利用することもできる。科学者たちはまた、微生物を生きた燃料電池や、公害の解決策として利用することも考えている。
微生物(microorganism)という言葉は、19世紀、顕微鏡の助けを借りなくては見えない生命を指すために作られた。micro-(ギリシャ語 μικρός, mikros, 小さい から)と organism (ギリシャ語 ὀργανισμός, organismós, 有機体 から)の合成語である。通常は1つの単語として表記されるが、特に古い文章ではハイフン区切り micro-organism で表記されることもある。略式の同義語である microbe は μικρός (mikrós, 小さい)と βίος (bíos, 生命)に由来する。
細菌(bacteria)は古細菌と同じく原核生物であり、単細胞で、細胞核や膜結合細胞小器官を持たない。細菌は、チオマルガリータ・ナミビエンシス(Thiomargarita namibiensis)などごく稀な例外を除いては微小である。細菌は個々の細胞として機能し、繁殖するが、しばしば凝集して多細胞の群体を形成することがある。粘液細菌などの一部の種は複雑なスウォーム構造(英語版)に凝集し、ライフサイクル(生活環)の一部として多細胞グループとして活動したり、大腸菌などの細菌集落の中でクラスターを形成することがある。
細菌のゲノムは通常、環状細菌染色体(英語版)、つまりDNAの単一環であるが、プラスミドと呼ばれる小さなDNA断片を含むこともある。これらのプラスミドは、細菌接合(英語版)によって細胞間を移動することができる。細菌は、細胞を取り囲む細胞壁を持ち、これが細胞に強度と剛性を与えている。細菌は二分裂または時には出芽によって繁殖するが、減数分裂による有性生殖は行わない。しかし、多くの細菌種は、自然形質転換と呼ばれる遺伝子水平伝播プロセスによって、個々の細胞間でDNAを移動させることができる。非常に弾力的な胞子を形成する種もあるが、細菌にとってこれは生存のための機構であり、繁殖のためではない。最適な条件下では、細菌は極めて速く増殖し、その数は20分ごとに倍増することがある。
微生物は地球上のほとんどあらゆる場所に生息している。ほとんどの細菌と古細菌は微小であるが、多くの真核生物も同様に微小であり、その中にはほとんどの原生生物、一部の真菌、また一部の微小動物(英語版)や植物も含まれる。ウイルスは自律的な増殖能力を持たないことから、非細胞生物(英語版)と見なして微生物ではないと考える研究者もいるし、微生物学のサブ分野にウイルスを研究するウイルス学を位置づける研究者もいる。