La microbiologia studia l'identificazione, il modo di vivere, la fisiologia e il metabolismo dei microrganismi
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La microbiologia è la branca della biologia che studia i microrganismi. La parola deriva dal greco mikros , che significa piccolo, e bios e logos , scienza della vita. Pertanto, il suo studio copre l'identificazione, lo stile di vita, la fisiologia e il metabolismo dei microrganismi, oltre al loro rapporto con l'ambiente e altre specie.
Apparizione di microbiologia
La microbiologia nacque dalla creazione del microscopio, inventato dall'olandese Antony Van Leeuwenhoek nel 1674. Usò l'attrezzatura per osservare esseri microscopici in campioni di suolo, saliva e feci, chiamandoli "animálculos". La scoperta di Leeuwenhoek ha dato origine a un importante dibattito sulle origini della vita sulla Terra.
La teoria dell'abiogenesi, o teoria della generazione spontanea, aveva come difensore più famoso Aristotele ed era considerata valida fino al XIX secolo. Secondo questa teoria, l '"animálculos" sarebbe il risultato della decomposizione di piante e tessuti animali. I difensori di questa scuola credevano che la vita derivasse da oggetti inanimati.
La scoperta del microscopio e altri studi di microbiologia hanno permesso l'emergere della teoria della biogenesi, che si è opposta all'idea che la materia grezza potesse dare origine a un nuovo essere. Secondo questa teoria, tutti gli esseri viventi derivano da altri esseri viventi preesistenti, cioè le "animazioni" esistenti darebbero origine a nuove "animazioni". Gli studi più eclatanti effettuati per spiegare questa teoria furono fatti da Francesco Redi, nel 1668, e da Louis Pasteur, nel 1862, scartando definitivamente la teoria dell'abiogenesi.
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Cosa sono i microrganismi
I microrganismi, genericamente chiamati "germi" e "microbi", sono esseri microscopici, molti dei quali sono invisibili ad occhio nudo, e che hanno una sorprendente diversità di struttura e modi di vita. Batteri, funghi, protozoi, virus e alghe fanno parte dell'insieme dei microrganismi.
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Con questa diversità di specie, i microrganismi erano gli unici esseri che si sono adattati a tutti i luoghi del pianeta: sono nell'aria, sul fondo del mare, nel sottosuolo e persino dentro di noi. "Ci sono più cellule batteriche nel nostro corpo che cellule umane", dice il microbiologo Jacyr Pasternak, dell'Ospedale Albert Einstein, a San Paolo.
Importanza dei microrganismi
Sebbene siano le più piccole forme di vita, i microrganismi costituiscono la maggior parte della biomassa terrestre ed eseguono molte reazioni chimiche essenziali per altri organismi. Inoltre, gli esseri umani, le piante e gli animali sono strettamente dipendenti dall'attività microbica per il riciclaggio dei nutrienti e per la degradazione della materia organica. Pertanto, i microrganismi sono estremamente importanti per il supporto e il mantenimento della vita.
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Aree di microbiologia
La microbiologia è un'ampia area di studio, che consente lo svolgimento di numerose ricerche. I campi di attività della microbiologia sono: microbiologia medica, microbiologia farmaceutica, microbiologia ambientale, microbiologia alimentare e microbiologia microbica.
Microbiologia medica
La microbiologia medica si concentra sui microrganismi patogeni. Le sue prestazioni sono legate al controllo e alla prevenzione delle malattie infettive.
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Microbiologia farmaceutica
La microbiologia farmaceutica è focalizzata sullo studio dei microrganismi che partecipano alla produzione di medicinali, in particolare antibiotici.
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Microbiologia ambientale
La microbiologia ambientale, legata ai cicli biogeochimici, si concentra sullo studio di batteri e funghi che agiscono sulla decomposizione della materia organica e delle sostanze chimiche presenti in natura.
Microbiologia alimentare
La microbiologia alimentare ha come oggetto di studio i microrganismi utilizzati nell'industria alimentare, con particolare attenzione alla sicurezza alimentare e alla shelf life, alla lavorazione di prodotti tradizionali e allo sviluppo di nuovi prodotti alimentari, con attributi sensoriali adatti a differenti fasce di consumatori.
Microbiologia microbica
La microbiologia microbica concentra i suoi studi sulla manipolazione genetica e molecolare dei microrganismi.
Classificazione dei microrganismi
In base alle loro caratteristiche, i microrganismi possono essere classificati in: procarioti o eucarioti, autotrofi o eterotrofi e unicellulari o multicellulari.
Procarioti o eucarioti
Gli esseri eucarioti hanno strutture complesse, formate da membrane interne, citoscheletro e un nucleo. I procarioti, d'altra parte, non contengono un nucleo e altri organelli legati alla membrana.
Autotrofi o eterotrofi
Mentre gli organismi autotrofi producono il proprio cibo usando reazioni chimiche leggere o inorganiche, gli eterotrofi si affidano a molecole organiche prodotte dagli autotrofi per ottenere energia e completare la loro poltrona respiratoria.
Unicellulare o multicellulare
Gli organismi unicellulari sono formati da una sola cellula e gli organismi multicellulari da una diversità di cellule.
Esempi
- I batteri sono microrganismi eucarioti e unicellulari. Sebbene esistano batteri autotrofi, la stragrande maggioranza è eterotrofa e si nutre di sostanze prodotte da altri esseri viventi.
- I funghi sono microrganismi eucarioti ed eterotrofi e possono essere unicellulari, come i lieviti, o multicellulari, come i funghi.
- Le alghe sono microrganismi eucarioti, autotrofi fotosintetici e possono essere unicellulari o multicellulari.
- I protozoi sono microrganismi eucarioti, eterotrofi e unicellulari.
- I virus sono microrganismi acellulari che non hanno un proprio metabolismo. Pertanto, tutte le sue attività vengono svolte all'interno di un altro organismo.
Stile di vita
I microrganismi si dividono in diversi gruppi, a seconda del loro stile di vita, e possono essere saprobe, parassiti o simbionti.
Saprobe
Conosciuti come microrganismi di riciclaggio, i saprobe sono decompositori di sostanze organiche morte e commensali, cioè mantengono associazioni senza benefici o danni rilevabili.
- Funghi e batteri sono i principali microrganismi che decompongono la materia organica.
- Un esempio di commensalismo si può osservare nel terreno tra funghi e batteri. Il glucosio, prodotto dalla degradazione della cellulosa da parte dei funghi, è utilizzato da alcuni batteri.
Parassiti
I parassiti sono microrganismi che causano danni alle cellule viventi di altri organismi e possono manifestarsi in gradi diversi. Sono loro:
- Parassitismo obbligatorio: c'è una completa dipendenza dall'ospite per la sua sopravvivenza;
- Parassitismo multiplo: il microrganismo ha più ospiti;
- Parassitismo facoltativo: possono presentare due abitudini di vita, sopravvivendo sia all'interno di un ospite (abitudine di vita parassitaria) che all'esterno (abitudine di vita libera);
- Iperparassitismo: condizione in cui si sviluppa un secondo parassita in un primo parassita;
Simbionti
Microrganismi associati a lungo termine, che possono essere una relazione vantaggiosa per entrambi gli individui o meno. Queste associazioni possono essere mutualistiche o antagonistiche.
Simbiosi mutualistica
La simbiosi mutualistica è una relazione benefica in cui esiste un'interazione morfologica e fisica tra i microrganismi. I licheni sono un esempio di questa associazione, che si verifica tra funghi e alghe o cianobatteri e funghi. Sebbene le alghe e i cianobatteri forniscano ai funghi composti organici, forniscono un ambiente più favorevole alla sopravvivenza, poiché forniscono protezione.
Simbiosi antagonista
La simbiosi antagonista è una relazione in cui uno dei microrganismi viene danneggiato a scapito dell'altro. I funghi che producono sostanze antibiotiche che inibiscono la crescita dei batteri sono un esempio di questa associazione.
Microrganismi patogeni
Sono microrganismi in grado di produrre malattie infettive nei loro ospiti in condizioni favorevoli alla loro sopravvivenza e sviluppo. Ci sono batteri, funghi, virus, protozoi e alghe che rientrano in questa classe.
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Microrganismi non patogeni
Sono quei microrganismi che ci circondano partecipando a diversi processi della natura e che non causano problemi di salute. In alcuni casi, sono persino utili. I probiotici come il Lactobacillus sono un esempio di questa classe, poiché il consumo di questi microrganismi viventi migliora l'equilibrio microbico nel nostro tratto gastrointestinale.
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Conclusione
La microbiologia è di grande importanza come scienza di base e applicata. La scienza di base evidenzia gli studi fisiologici, biochimici e molecolari dei microrganismi. La scienza applicata, d'altra parte, concentra i suoi studi sui processi industriali, alimentari e di controllo delle malattie o dei parassiti.
Nonostante i progressi della microbiologia negli ultimi anni, si stima che solo l'1% di tutte le specie di microrganismi del pianeta sia stato catalogato. Nonostante siano oggetto di studio da più di tre secoli, c'è ancora molto spazio per lo sviluppo di questo importantissimo campo.
