microrganismi

Tema B – Capitolo 6 – I più piccoli organismi viventi
1. I diversi tipi di microrganismi
2. I batteri
3. I microrganismi e l’ambiente
4. I microrganismi e l’industria alimentare
5. I microrganismi e la nostra salute
Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011
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Indice
I diversi tipi di microrganismi
I microrganismi
hanno dimensioni
dell’ordine
del micrometro
(un millesimo
di millimetro).
Batteri sulla punta di uno spillo, visti al microscopio elettronico.
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I diversi tipi di microrganismi
I microrganismi sono esseri viventi unicellulari con caratteristiche molto varie:
batteri
(regno monere,
procarioti)
un protozoo
(regno protisti,
eucarioti)
una muffa
(regno funghi,
eucarioti)
Anche i virus e i prioni sono considerati microrganismi.
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I microrganismi sono molto più antichi di noi
milioni di anni fa
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Homo erectus
150
dinosauri
600
trilobiti
1600
cellule con nucleo
3600
primi batteri
4300
4500
si formano l’atmosfera
e gli oceani
si forma il pianeta Terra
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I batteri sono dappertutto!
i batteri sono molto
numerosi nel latte
fresco (che infatti
va consumato
prima che i germi
ne alterino le
caratteristiche)
sulle nostre mani (anche se
appena lavate!) si trovano
decine di milioni di batteri
il latte a lunga
conservazione
invece non
contiene quasi
batteri: sono
stati uccisi dal
trattamento UHT
nello yogurt i batteri chiamati
fermenti lattici formano
la componente più importante
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I lieviti e le muffe
I lieviti sono funghi unicellulari:
• vivono in colonie formate
da molti individui
• sono anche detti saccaromiceti
perché si nutrono di zuccheri
• si riproducono per gemmazione.
Anche le muffe sono microrganismi
del regno funghi:
• si nutrono di materia organica morta
• formano lunghi filamenti chiamati ife
• si riproducono con le spore, che sono
piccole cellule tondeggianti.
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I protisti
I protisti sono
eucarioti unicellulari,
molto comuni
per esempio
nelle acque stagnanti.
Il paramecio è un protista che vive in acqua.
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I virus
• sono formati da una molecola di acido nucleico rivestita da un capside
(spesso a forma di solido regolare)
• non hanno membrana plasmatica, né citoplasma, né mitocondri
• si riproducono soltanto dentro le cellule di un organismo che li ospita
• possono conservarsi sotto forma di cristalli per moltissimi anni
• causano malattie infettive (come l’herpes della foto a destra).
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I prioni
I misteriosi prioni:
• non hanno DNA:
sono formati da
una singola proteina
• una volta penetrati
in un organismo, riescono
a modificare la struttura
delle proteine «normali»,
trasformandole in nuovi prioni
• si ritiene che provochino
il morbo della mucca pazza
• nessuno sa ancora spiegare
il loro funzionamento.
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I batteri
I batteri sono procarioti unicellulari,
appartengono al regno monere:
cocchi
• hanno cellule delimitate da una membrana
e da una parete rigida esterna
• non hanno nucleo né organelli
(soltanto ribosomi per fare le proteine)
bacilli
• possiedono appendici (fimbrie e flagelli)
che permettono il movimento.
Sono classificati in tre gruppi in base alla forma:
• cocchi sferici
spirilli
• bacilli cilindrici
• vibrioni (o spirilli) curvi (o a spirale).
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I batteri
I batteri si riproducono
molto velocemente.
La riproduzione avviene
per scissione:
il batterio si allunga
e poi si spezza.
Si formano così due nuovi
organismi che sono copie
identiche di quello iniziale.
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I batteri
la moltiplicazione dei batteri in una coltura di laboratorio
dopo 2 giorni
dopo 4 giorni
dopo 6 giorni
Le condizioni ideali per la riproduzione dei batteri sono:
• una temperatura compresa tra 0 ºC e 40 ºC
• la presenza di acqua
• un ambiente con pH neutro, cioè né acido né basico
• la presenza di sali e zuccheri in dosi non eccessive.
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I batteri
Alcuni tipi di batteri riescono a vivere
anche negli ambienti più inospitali,
come le pozze delle zone vulcaniche
o le profondità del sottosuolo.
Per resistere a condizioni ambientali difficili,
a volte si trasformano in spore batteriche.
Queste spore possono restare inattive
anche per molti anni, fino a quando
non si ripresentano le condizioni ottimali
per riprendere il ciclo vitale.
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I microrganismi e l’ambiente
I microrganismi spesso vivono sopra o dentro un organismo ospite.
La convivenza può essere di tre tipi diversi:
• simbiosi: il germe e l’organismo ospite convivono
con reciproco vantaggio
• commensalismo: il germe trae vantaggio dall’organismo ospite
senza causargli danni né benefici
• parassitismo: il germe vive a spese dell’organismo ospite
e lo danneggia.
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Il ciclo dell’azoto
azoto atmosferico (N2)
proteine
resti azotati animali
resti azotati
vegetali
fissazione
dell’azoto
Tutti gli organismi viventi
hanno bisogno di azoto.
Perciò è fondamentale
per la vita il ruolo dei
batteri fissatori di azoto,
che lo estraggono dall’aria.
Questi batteri vivono
in simbiosi sulle radici
delle piante leguminose
(come fagiolo e pisello).
batteri saprofiti
uno schema del ciclo dell’azoto
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Il plancton
Il plancton
è costituito
da batteri e protisti
(alghe e protozoi)
che vivono in acqua.
Analizzando
il plancton si può
stabilire il grado
di inquinamento
dell’acqua.
Alcuni protisti fotografati al microscopio ottico.
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L’antagonismo e gli antibiotici
I microrganismi spesso sono
in competizione tra loro
per conquistare le sostanze
nutritive e gli spazi vitali.
Allora diventano antagonisti,
cioè entrano in guerra tra loro.
Gli antibiotici che noi
sfruttiamo per curarci
sono in realtà sostanze
prodotte da certi funghi
come «armi» per le guerre
contro i batteri.
Alcuni funghi facili da coltivare in laboratorio
producono antibiotici che uccidono certi batteri.
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I microrganismi e l’industria alimentare
la fermentazione
enzima
Con la fermentazione i microscopici lieviti:
• trasformano gli zuccheri della farina, liberando anidride carbonica
che fa gonfiare l’impasto del pane e della pizza;
• trasformano gli zuccheri dell’uva e del malto d’orzo,
producendo il tasso alcolico del vino e della birra.
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I microrganismi e l’industria alimentare
I lattobacilli sono batteri molto importanti per la produzione dei derivati del latte:
trasformano il lattosio (zucchero presente nel latte) in acido lattico,
che a sua volta fa coagulare la caseina (la principale proteina del latte).
Così si forma il caglio che è poi usato per produrre quasi tutti i formaggi.
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I microrganismi e l’industria alimentare
Per preparare gli insaccati
(come salami e prosciutti)
si aggiungono zuccheri alla carne:
così i lattobacilli producono un
ambiente acido, che impedisce
ad altri batteri patogeni di svilupparsi.
Il cacao sarebbe immangiabile,
ma prende un sapore gradevole
grazie all’azione di microrganismi.
Anche la bontà del cioccolato,
dunque, la dobbiamo ai germi!
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I microrganismi e la nostra salute
I batteri della flora intestinale hanno
molti effetti benefici:
• ci aiutano a digerire il cibo
• producono vitamine
• combattono altri batteri patogeni.
Lo yogurt è ricco di batteri che aiutano
la flora intestinale a funzionare meglio.
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I microrganismi e la nostra salute
Certi tipi di funghi microscopici
producono gli antibiotici.
Il primo è stato la penicillina,
scoperta da Alexander Fleming
nel 1928.
Gli antibiotici attaccano e distruggono
la membrana di determinati batteri,
uccidendoli.
Ecco perché li usiamo per combattere
le malattie batteriche.
Quando si prendono gli antibiotici bisogna sempre proseguire la cura
fino alla fine, altrimenti si rischia che i batteri più resistenti al farmaco
sopravvivano e si diffondano pericolosamente!
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I microrganismi e la nostra salute
I batteriofagi sono virus che aggrediscono i batteri: hanno una «coda»
che come una siringa inietta nella cellula ospite il proprio DNA.
Le malattie causate dai virus sono più insidiose rispetto a quelle batteriche,
perché i virus non hanno un proprio «stile di vita» ma sfruttano altre cellule.
Il raffreddore per esempio ha origine virale: dobbiamo «aspettare che passi»,
cioè che abbia effetto la naturale reazione immunitaria del nostro corpo.
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I microrganismi e la nostra salute
Molte malattie virali e batteriche si possono
però prevenire grazie alle vaccinazioni.
Con la vaccinazione si introduce nel corpo
una piccola e innocua quantità dell’agente
patogeno; così il nostro sistema
immunitario in futuro lo riconoscerà subito
e ci proteggerà in modo molto più efficace.
Il morbillo è una malattia
infettiva che oggi possiamo
evitare, vaccinandoci da piccoli.
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I microrganismi e la nostra salute
Possiamo difenderci in molti
modi dalle malattie causate
dai microrganismi:
• con gli antibiotici
• con le antitossine, sostanze
capaci di neutralizzare le tossine
nocive prodotte da alcuni batteri
• con la vaccinazione preventiva
• con le misure igieniche.
Una buona igiene quotidiana
ci difende da molti germi patogeni.
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