1. I diversi tipi di microrganismi 2. I batteri 3 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

I diversi tipi di microrganismi 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. 2

batteri (regno monere, procarioti) Indice 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.

I microrganismi sono molto più antichi di noi Indice I microrganismi sono molto più antichi di noi 2 Homo erectus 150 dinosauri milioni di anni fa 600 trilobiti 1600 cellule con nucleo 3600 primi batteri si formano l’atmosfera e gli oceani 4300 4500 si forma il pianeta Terra

I batteri sono dappertutto! Indice I batteri sono dappertutto! i batteri sono molto numerosi nel latte fresco (che infatti va consumato prima che i germi ne alterino le caratteristiche) il latte a lunga conservazione invece non contiene quasi batteri: sono stati uccisi dal trattamento UHT sulle nostre mani (anche se appena lavate!) si trovano decine di milioni di batteri nello yogurt i batteri chiamati fermenti lattici formano la componente più importante

• vivono in colonie formate da molti individui Indice 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.

Indice I protisti I protisti sono eucarioti unicellulari, molto comuni per esempio nelle acque stagnanti. Il paramecio è un protista che vive in acqua.

• possono conservarsi sotto forma di cristalli per moltissimi anni Indice 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).

• non hanno DNA: sono formati da Indice 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.

• vibrioni (o spirilli) curvi (o a spirale). Indice I batteri I batteri sono procarioti unicellulari, appartengono al regno monere: • hanno cellule delimitate da una membrana e da una parete rigida esterna • non hanno nucleo né organelli (soltanto ribosomi per fare le proteine) • possiedono appendici (fimbrie e flagelli) che permettono il movimento. Sono classificati in tre gruppi in base alla forma: • cocchi sferici • bacilli cilindrici • vibrioni (o spirilli) curvi (o a spirale). cocchi bacilli spirilli

Indice 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.

la moltiplicazione dei batteri in una coltura di laboratorio Indice I batteri la moltiplicazione dei batteri in una coltura di laboratorio dopo 4 giorni dopo 6 giorni dopo 2 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.

Indice 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.

I microrganismi e l’ambiente Indice 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.

uno schema del ciclo dell’azoto Indice Il ciclo 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). azoto atmosferico (N2) uno schema del ciclo dell’azoto fissazione dell’azoto batteri saprofiti resti azotati animali resti azotati vegetali proteine

Indice 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.

L’antagonismo e gli antibiotici Indice 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.

I microrganismi e l’industria alimentare Indice 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.

I microrganismi e l’industria alimentare Indice 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.

I microrganismi e l’industria alimentare Indice 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!

I microrganismi e la nostra salute Indice 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.

I microrganismi e la nostra salute Indice 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!

I microrganismi e la nostra salute Indice 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.

I microrganismi e la nostra salute Indice 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.

I microrganismi e la nostra salute Indice 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.