Risorse Carbonio (organico, CO 2 ) Azoto (organico, inorganico) Altri nutrienti (p.es.S, metalli) Accettori di elettroni (O 2, nitrato, solfato, …) Donatori.

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1 Risorse Carbonio (organico, CO 2 ) Azoto (organico, inorganico) Altri nutrienti (p.es.S, metalli) Accettori di elettroni (O 2, nitrato, solfato, …) Donatori inorganici di elettroni (idrogeno, H 2 S, ferro(II), …) Condizioni Temperatura Disponibilità di H2O pH pO 2 Luce Forza ionica Le condizioni ambientali non sono mai ottimali come in lab La crescita ambientale dei batteri è più lenta che in lab (<1%)

2 0 21% Particella di terreno

3 Polisaccaride BIOFILM Biofilm nelle tubature o nei dispostivi medici (cannule, …) dannosi Il polisaccaride limita l’accessibilità di antibiotici e disinfettanti Impedisce il dilavamento AdesioneColonizzazione (cambio di fenotipo) Sviluppo Quorum sensing

4 Cellule disperse Adesione Moltiplicazione della colonia (ore - giorni) Rottura

5 Adesione cellulare Mouse P19 embryonal carcinoma cells immunostained to show the location of beta-catenin at cell-to-cell contacts

6 BACTERIAL BIOFILMS: An Emerging Link to Disease Pathogenesis Matthew R. Parsek­Annual Review of Microbiology Vol. 57: 677-701 (October 2003) Biofilm di S. aureus su una valvola cardiaca

7 Culture da campioni di urina di un paziente con un calcolo renale infettivo, L’infezione del tratto urinario riprende dopo ogni interruzione del trattamento antibiotico. La rimozione chirurgica del calcolo ha eliminato l’infezione.

8 Nel terreno… -La maggior parte dei microorganismi sulla superficie delle particelle -Meno microorganismi nell’acqua libera -Ossigeno portato dall’acqua, tranne che nello strato superficiale (la profondità cui arriva aria dipende dalla struttura del terreno) -L’acqua consente anche la mobilizzazione delle sostanze -NB: l’ossigeno è poco solubile in acqua per cui è rapidamente consumato

9 In un lago… (d’estate) Fino a 4 m O 2 fra 8 e 10 mg/L, T > 18-20 C (Epiliminio) Sotto 8 m O 2 va a zero, T < 8, cresce H 2 S (Ipolimnio) Nell’Epiliminio e Ipolimnio quantità d’O 2 e T circa costanti La zona di cambiamento è il “Termoclino” In autunno le acque si rimescolano

10 Nei fiumi… Molto dipende dai punti d’immissione di fognature, acque di scarico, etc. A partire da dove è posta l’immissione aumenta la quantità di nutrienti, proliferano i microorganismi, cala la quantità di O 2 Si possono produrre condizioni d’anossia e conseguentemente formazione di composti ridotti quali H 2 S Domanda biologica d’ossigeno: BOD E’ il consumo d’ossigeno dovuto ai microorganismi. Poiché la quantità di microorganismi dipende dalla quantità di nutrienti disponibili, il BOD stima indirettamente l’inquinamento. Si misura incubando un campione ben aerato a T costante per un tempo determinato (p.es. 5 gg – BOD 5 ; si riporta in mg/l)

11 In mare aperto… I microorganismi dipendono principalmente dall’uso dell’energia solare Esistono batteri che vivono nelle profondità marine (fino a 5000 m) ove la pressione è dell’ordine di 500 bar In superficie i batteri sono circa 10 volte più abbondanti degli archea (100.000 vs. 10.000) In profondità le quantità relative si eguagliano (dell’ordine di 1.000) Negli abissi: bocche idrotermali