Cap. 14 I Microrganismi

Cap. 14 I Microrganismi
14.1 Il regno delle monere
È un regno della classificazione degli esseri viventi, ormai considerata obsoleta, che tende a tutti gli
organismi procarioti. Attualmente questo regno è suddiviso in due grandi raggruppamenti (regni)
1. Archeobatteri
2. Eubatteri
14.1.1 La cellula delle Monere
Le cellule si dividono in procariote ed eucariote; procariote significa cellula priva di un nucleo ben
organizzato, eucariote significa cellula con nucleo ben organizzato.
La cellula procariote risulta costituita da una membrana cellulare, citoplasma, ribosomi e un anello di
DNA estremamente semplice.
14.1.2 Gli ambienti delle monere
Dove vi aspettate di trovare la vita? Le risposte che le monere danno a questa domanda vi sorprenderanno.
Le monere occupano tutti gli ambienti possibili immaginabili e non, anche dove tutto ci si aspetterebbe di
trovare tranne la vita. Queste scoperte hanno aumentato di molto le speranze di trovare condizioni adatte allo
sviluppo della vita negli ambienti planetari. Le monere vivono oltre che nei consueti ambienti, all’interno
dei ghiacciai, nelle rocce fino alla profondità di 5 km e oltre, nei geyser.
cocchi
14.2 Gli archeobatteri
Fanno parte degli Archeobatteri i batteri alofili, ipertermofili e metanogeni.
I batteri alofili sono batteri che vivono in acque molto salate come quelle del Mar Morto e delle saline.
I batteri ipertermolili sono in grado di vivere in acque molto calde come quelle dei Gayser e dei giacimenti
petroliferi a pressioni estremamente elevate.
I batteri metanogeni batteri che vivono in acque povere di ossigeno e danno come rifiuto delle loro attività
metaboliche il gas metano.
14.3 Eubatteri
Gli eubatteri si dividono in due gruppi
1. Batteri propriamente detti
2. Alghe verdiazzurre o cianobatteri
4.3.1 Classificazione in base alla forma
In base alla forma distinguiamo
1. Cocchi: hanno una forma sferica
2. Bacilli: hanno una forma a bastoncino
Bacilli
spirilli
diplococchi
3. Vibrioni: hanno una forma a virgola
4. Spirilli: hanno una forma a spirale
14.3.2 Classificazione in base alla colonia
I cocchi possono presentare forme coloniali e in base al tipo distinguiamo:
1. Diplococchi: sono associazioni formate da due soli individui
2. Streptococchi: sono colonie in cui gli individui si uniscono a formare catene
3. Stafilococchi: Sono associazioni coloniali più complesse in cui gli individui si riuniscono a grappolo
streptococchi
Stafilococcus aureus
14.3.3 Riproduzione
Come tutti gli organismi appartenenti al mondo delle monere la riproduzione avviene per scissione binaria
meccanismo attraverso mediante il quale da una cellula madre da origine a due cellule figlie. Il processo è
molto rapido e dura una ventina di minuti.
Se l’ambiente diventa sfavorevole i batteri possono trasformarsi in spore di resistenza che possono essere
trasportate dall’aria e germinare quando le condizioni ridiventano favorevoli.
13.4 Cianobatteri
Sono batteri fotosintetici che hanno svolto un ruolo importante per il Pianeta in quanto, la loro attività, ha
arricchito l’atmosfera di ossigeno. Al loro interno sono presenti membrane contenente la clorofilla e c’è
sono motivi per credere che essi siano all’origine dei cloroplasti.
Molto interessanti sono quelli che vivono in colonie fisse su un substrato e secernono una mucillagine che
intrappolano particelle di sabbia dando origine a strutture dette stromatoliti.
14.3.4 Habitat e riproduzione
Sono diffusi ovunque ci sia acqua o una qualche forma di umidità; riescono a vivere nelle acque dolci
stagnanti e nelle fontane pubbliche, nelle acque salmastre delle lagune e nel mare.
Si riproducono per scissione binaria
14.3.5 Ruolo ecologico dei batteri
La maggior parte dei batteri ha un ruolo ecologico estremamente importante essendo organismi
decompositori o che vivono in simbiosi con molti organismi viventi. La cattiva fama che si sono conquistata
è immeritata perché solo alcuni si comportano da parassiti. In base al loro ruolo distinguiamo i batteri in:
1. Saprofiti: sono decompositori e si cibano di materia organica morta trasformando la materia
organica in humus e sali minerali
2. Simbionti: vivono insieme ad altri organismi con vantaggio reciproco, un esempio è il Rizobium
leguminosarum , un azotofizssatore che vive il simbiosi con le leguminose e contribuisce ad
arricchire la fertilità del suolo
3. Parassiti: vivono a spese di altri organismi viventi. Appartengono a questa categoria i batteri
patogeni cioè quei batteri che causano malattie agli altri esseri viventi
14.3.6 La flora batterica
Noi abbiamo molti batteri simbionti la maggior parte dei quali costituisce quella che prende il nome di
«flora batterica intestinale» che: aiuta nella digestione, protegge dai microrganismi patogeni e favorisce i
processi di assorbimento delle sostanze digerite.
Nei ruminanti è indispensabile per la digestione della cellulosa
14.3.7 Biotecnologia
I microrganismi sono utilizzati, su scala industriale, nei processi biologici per la produzione di sostanze
organiche elaborate in cui intervengono cellule ed enzimi. In questo campo i batteri sono utilizzati per la
produzione di yogurt e formaggi (lactobacilli), di aceto (acetobacter) e impianti di depurazione delle acque.
La moderna biotecnologia utilizza anche batteri geneticamente modificati, cioè batteri il cui DNA è stato
modificato artificialmente per ottenere particolari prestazioni (es. produzione di insulina umana).
14.4 Il regno dei protisti
Il regno dei protisti è uno di quei regni che, come è avvenuto per il regno delle monere, dovrà essere
necessariamente suddiviso a causa dell’eterogeneità dei viventi che incorpora. Vi appartengono tutti gli
organismi eucarioti privi di tessuti, cioè vi sono presenti organismi unicellulari ma anche multicellulari con
cellule tutte uguali fra loro.
Vi si trovano le cellule più complesse in assoluto perché debbono svolgere, da sole, tutte le funzioni vitali.
14.4.1 Suddivisione dei protisti
I Pratisti si suddividono in:
1. Protozoi
2. Alghe
3. Funghi mucillaginosi
14.4.2 Protozoi
I protozoi sono organismi unicellulari eucarioti, autotrofi od eterotrofi, a volte, come nel caso di Euglena
viridis, l'individuo è eterotrofo facoltativo, se posto in ambiente non luminoso.
Sono provvisti di tutti gli organuli cellulari e di organi fotosensibili; si muovono tramite flagelli, ciglia o
pseudopodi (amebe) e sono uno dei costituenti del plancton negli ambienti acquatici
14.4.2.1Classificazione dei Protozoi
I protozoi si classificano in:
1. Amebe
2. Parameci
3. Plasmodi
4. Tripanosomi
14.4.2.1.1 Amebe
Le amebe sono organismi unicellulari caratterizzati dalla variabilità della forma che si muovono emettendo
dal corpo dei prolungamenti chiamati pseudopodi: questo tipo di movimento, con continuo cambiamento
della forma del corpo, viene detto movimento ameboide.
Si nutrono inglobando organismi più piccoli, ad esempio alghe, che vengono circondati dagli pseudopodi e
rinchiusi in uno spazio detto vacuolo digestivo all'interno del quale avviene la digestione.
Conclusa l'assimilazione delle sostanze nutritive il vacuolo si apre all'esterno per eliminare i residui solidi.
14.4.2.1.2 Parameci
Si tratta di protozoi ciliati che vivono in ambienti di acqua dolce.
L’acqua, per osmosi, passa all’interno della cellula e tenderebbe a farla scoppiare ma essi la raccolgono
all’interno di un vacuolo contrattile che la espelle all’esterno.
Sono provvisti di un citostoma in cui vengono convogliate le sostanze nutritive che in seguito vengono
inglobate nel citoplasma
tripanosoma
Plasodio con globuli rossi
14.4.2.1.3 Plasmodi
Sono protozoi responsabili di molte malattie anche nell’uomo.
Il Plasmodium malariae causa la malaria ed è trasmesso dalla zanzara Anopheles
14.4.2.1.4 Tripanosomi
I tripanosomi sono protozoi parassiti di vertebrati ad es il Trypanosoma gambiense che provoca la malattia
del sonno che viene trasmessa dalla mosca tze-tze.
14.4.3 Le alghe
Le alghe sono protisti per la maggior parte fotosintetici, contenenti diversi tipi di pigmenti.
Le alghe unicellulari comprendono i dinoflagellati, le diatomee e gran parte delle alghe. Le alghe possono
essere sia unicellulari che multicellulari. (Esiste molta confusione sull’uso del termine multicellulare che
molti considerano sinonimo di pluricellulare, altri tendono ad utilizzare il termine multicellulare per indicare
aorganismi provvisti di tessuti e pluricellulare per indicare le alghe e viceversa. (Qui utilizziamo il termine
multicellulare per indicare la presenza di molte cellule senza che queste siano specializzate a formare
tessuti e pluricellulari per tutti quegli organismi che hanno cellule specializzate a formare tessuti).
14.4.3.1 Euglena
L’euglena è un organismo che può sia mangiare sia svolgere la fotosintesi clorofilliana avendo al suo
interno dei cloroplasti. Si tratta di un organismo flagellato pertanto può muoversi liberamente nell’acqua.
Siccome può svolgere fotosintesi viene inserito nelle alghe unicellulari.
14.4.3.2 Le diatomee, alghe con gusci silicei
Le diatomee sono alghe fotosintetiche unicellulari che possiedono una particolare parete cellulare
contenente silice.
14.4.3.3 Le alghe verdi
Le alghe verdi possono essere unicellulari, coloniali o multicellulari.
14.4.3.4 Le alghe rosse
Le alghe rosse sono un secondo gruppo di macroalghe. Alcune, provviste di pareti cellulari incrostate da
rigidi depositi calcarei, sono comuni nelle barrire coralline.
diatomee
euglena
volvox
.
14.4.3.5 Le macroalghe
Le macroalghe sono alghe multicellulari che vivono per lo più in acque marine. Comprende le alghe brune
che sono le alghe più grandi e complesse.
14.4.5 Funghi mucillaginosi
Sono protisti che si nutrono di materiale organico in decomposizione e formano ammassi gelatinosi.
Vivono i luoghi umidi e sui tronchi degli alberi in decomposizione
14.5 I virus
La cosa più difficile da dire sui virus è se siano degli esseri viventi o no. I virus mancano di tutte quelle
strutture necessarie per replicarsi perciò non sono cellule.
Se per vita si intende una qualsiasi struttura in grado di autoriprodursi autonomamente utilizzando le
informazioni contenute in un codice genetico i virus non sono esseri viventi.
Un virus ha l’informazione genetica racchiusa all’interno di una struttura proteica detta capside, tutto il
resto consiste di strutture proteiche necessarie per iniettare in codice genetico all’interno della cellula ospite.
Funghi mucillaginosi
14.5.1 Definizione di virus
Se definiamo vita dei sistemi complessi in grado di autoriprodursi utilizzando l’informazione genetica in
essi contenuta si può tranquillamente affermare che i virus non possedendo tutte queste qualità non sono
esseri viventi. Possiamo dire che i virus sono sistemi replicanti che condividono con gli esseri viventi un
codice genetico. La presenza di questo codice genetico fa derivare i virus da esseri viventi che col tempo
abbiano perso parte delle caratteristiche tipiche dei viventi oppure possono essere elementi extracellilari
evoluitisi indipendentemente dalle cellule. Andare oltre sarebbe interessante ma esula dal programma di
scuola media (anzi è già troppo).
14.5.2 Come agisce un virus
Prendiamo in considerazione un batteriofago (un virus che utilizza una cellula batterica per riprodursi). Si
utilizza come modello il batteriofago perché è più facile capire come funziona l’infezione da parte dei virus
1. Attraverso le fibrille il virus aderisce alla cellula
2. La piastra aderisce alla superficie del batterio
3. La guaina si contrae e l’asse tubulare penetra all’interno della cellula
4. L’informazione genetica del virus entra nella cellula ospite dando inizio all’infezione
Una volta che il virus ha iniettato il proprio materiale genetico nella cellula ospite si può instaurare un ciclo
litico o un ciclo lisogeno.
14.5.2.1 Ciclo litico (parte alta della figura della pagina seguente)
1. La cellula anziché produrre le molecole necessarie alla sua vita produce quelle del virus
2. Queste si assemblano a formare nuovi virus
3. Quando la cellula e satura scoppia e libera nuove unità virali pronte a infettare nuovi batteri
14.5.2.2 Ciclo lisogeno (parte bassa della figura in alto)
1. Il DNA virale viene incorporato il quello batterico
2. Alla duplicazione del batterio viene duplicato il DNA virale
3. Stimoli ambientali possono provocare il distacco del DNA virale e passare al ciclo litico
14.5.3 Tipi di virus
Virus animali: cioè virus che infettano le cellule animali (es. virus dell’influenza)
Virus vegetali: cioè che infettano specie vegetali (es. virus del tabacco)
Batteriofagi: cioè virus che infettano i batteri