1. Kích thước nhỏ bé
Vi sinh vật thường cĩ kích thước bằng đơn vị µm (1 µm = 1/103mm hay 1/106 m). Virut được đo kích thước bằng đưon vị năng lượng (1 năng lượng = 1/106 mm hay 1/109
m).
Kích thước vi sinh vật càng nhỏ thì tổng diện tích bề mặt các vi sinh vật trong 1 đưon vị thể tích càng lớn. Chẳng hạn, đường kính của một cầu khuẩn (Coccus) chỉ cĩ 1 mm, những nếu xếp đầy chúng thành 1 khối lập phương cĩ thể tích là 1 cm3 thì chúng cĩ diện tích bề mặt rộng tới 6 m2.
2. Hấp thụ nhiều, chuyển hố nhanh
Tuỳ vi sinh vật cĩ kích thước rất nhỏ những chúng lại cĩ năng lực hấp thụ và chuyển hố vượt xa các sinh vật khác.
Chẳng hạn, 1 vi khuẩn latic (Lactobacillus) trong 1 gời cĩ thể phân giải được một lượng lactơzơ lớn hơn 100 – 10.000 lần so với khối lượng của chúng. Tốc độ tổng hợp
Ngọc Hải
prơtêin cảu nấm men cao gấp 1000 lần so với đậu tương và gấp 100.000 lần so với trâu, bị.
3. Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh
Chẳng hạn, 1 trực khuản đại tràng (Escherichia coli ) trong điều kiện thích hợp chỉ sau 12 -20 phút lại phân cắt 1 lần. Nếu lấy thưịi gian thế hệ là 20 phút thì mỗi giờ phân cách 3 lần, sau 24 giờ phân cách 72 lần và tạo ra 4.722.366 x 107 tế bào, tương đương với 4722 tấn. Tất nhiên trong tự nhiên khơng cĩ được các điều kiện tối ưu như vậy (vì thiếu thức ăn, thiết ơxi, dư thừa các sản phẩm chuyển hố vật chất cĩ hại …). Trong nồi lên men., các điều kiện nuơi cấy thích hợp, sau 24 giờ, từ 1 tế bào cĩ thể tạo ra khoảng 108 – 109 tế bào.
Thời gian thé hệ của nấm men dài hơn, ví dụ với men rượu (Saccharomyces cerevisiae) là 120 phút. Nhiều vi sinh vật khác cĩ thời gian thế hệ dài hơn nữa, ví dụ với tảo tiẻu cầu (Chlorella) là 7 giờ, với vi khuẩn lam Nostoc là 23 giờ. Cĩ thể nĩi, vi sinh vật cĩ tốc độ sinh đơi nảy nở nhanh nhất trong lồi sinh vật.
4. Cĩ năng lực thích ứng mạnh và dễ dàng phát sinh biến dị
Trong quá trình tiến hố lâu dài, vi sinh vật đã tạo cho mình những cơ chế điều hồ chuyển hố vật chất để thích ứng được với những điều kiện sống rất khác nhau, kể cả những điều kiện hết sức bất lợi mà các vi sinh vật khác thường khơng thể tồn tại được. Cĩ vi sinh vật sống được ở mơi trường nĩng đến 1300C, lạnh từ 0 – 50C, mặn đến nồng độ 32% muối ăn, ngọt đến nịng độ mật ong, pH đến o,5 hoặc cao hơn 10,7, áp suất cao đến 1103 at hay độ phĩng sạ cao đến 750.000 rad. Nhiều vi sinh vật cĩ thể phát triển tốt trong điều kiện tuyệt đối kị khí, cĩ lồi nấm sợi cĩ thể phát triển dày đặc trong bể ngâm tử thi với nồng độ formơn rất cao …
Vì vi sinh vật đa số là đơn bào, đơn bội, sinh sản nhanh, số lượng nhiều, tiếp xúc trực tiếp với mơi trường sống … nên dễ phát sinh biến dị. Tần số biến dj tường ở mức 10-5 – 10-10. Chỉ sau một thời gian ngắn đã cĩ thể tạo ra một số lượng lớ các cá thể biến dị. Những biến dị cĩ ích sẽ mang lại hiệu quả rất lớn trong sản xuất. Khi mới phát hiện ra pênixilin, hoạt tính chỉ đạt 20 đơn vị / ml dịch lên men (năm 1943), đến nay đã cĩ thể đạt trên 100.000 đơn vị / ml. Khi mới phát hiện ra axit glutamic, hoạt tính chỉ đạt 1 – 2 g/l thì nay đã đạt đến 150g/ ml dịch lên men.
5. Phân bố rộng, chủng loại nhiều
Vi sinh vật cĩ mặt ở khắp mọi nơi trên trái đất: trong khơng khí, trong đất, trên nĩi cao, dưới biển sâu, trên cơ thể (người, động vật, thực vật), trong thực phẩm, trên mọi đồ vật …
Vi sinh vật tham gia tích cực vào việc thực hiện các vịng tuần hồn sinh – địa – hố học như vịng tuần hồn C, vịng tuần hồn N, vịng tuần hồn phơtpho, vịng tuần hồn S, vịng tuần hồn Fe …
Trong nước, vi sinh vật cĩ nhiều ở vùng duyên hải, vùng nước nơng và ngay cả vùng nước sâu, vùng đáy hồ.
Trong khơng khí, càng lên cao số lượng vi sinh vật càng ít. Số lượng vi sinh vật trong khơng khí ở các khu dân cư đơng đúc cao hơn nhiều so với trên mặt biển và nhất là trong khơng khí ở Bắc cực, Nam cực …
Hầu như khơng cĩ hợp chất cacbon nào (trừ kim cương, đá graphit …) mà khơng là thức ăn của những nhĩm vi sinh vật nào đĩ (kể cả dầu mỏ, khí thiên nhiên, formơn,
Ngọc Hải
điơxin …. Vi sinh vật cĩ nhiều kiểu dinh dưỡng khác nhau: quang tự dưỡng, quang dị dưỡng, hố tự dưỡng, hố dị dưỡng, tự dưỡng chất sinh trưởng, dị dưỡng chất sinh trưởng …
6. Xuất hiện đầu tiên trên trái đất
Trái đất hình thành cách đây 4,6 tỉ năm những đến nay mới chỉ tìm thấy dấu vết của sự sống từ cách đây 3,5 tỉ năm. Vi sinh vật hoa thạch cổ xưa nhất đã được phát hiện là những dạng rất giống với vi khuẩn lam ngày nay. Chúng được J. William Schopf tìm thấy tại các tầng đá cổ ở miền tây Ơxtrâyylia. Chúng cĩ dạng đa bào đưon giản, nối thành sợi dài đến vài trục mm với đường kính khoảng 1 – 2 mm và cĩ thành tế bào khá dày. Trước đĩ, các nhà khoa học cũng đã tìm thấy những vết tích của chi Glơediniopsis cĩ niên đại cách đây 1,5 tỉ năm và vét tích của chi Palaeolyngbya cĩ niên đại cách đây 950 triệu năm.