AEROBIOSI

AEROBIOSI (dal gr. ἀήρ "aria" e βίος "vita")

È la forma di ricambio energetico propria degli aerobî (v. sotto). In essi la produzione di energia, che ha la sua manifestazione tipica nel processo respiratorio, si svolge in presenza di una quantità di ossigeno molecolare sufficiente ad ossidare in modo più o meno completo alcuni prodotti di scissione del plasma vivente, per lo più fino ad acqua ed anidride carbonica. La quantità di ossigeno presente nell'ambiente nel quale vivono le cellule degli aerobî è assai varia, e può andare da percentuali maggiori di quelle presenti nell'atmosfera, a quantità assai basse. Anche le piante superiori, aventi una certa complicazione strutturale, possono, nelle diverse parti dell'organismo, avere alcuni tessuti viventi in grado diverso di aerobiosi. Mentre in una foglia a lamina sottile tutti i tessuti sono, mediante gli spazî intercellulari e gli stomi, in comunicazione con l'aria atmosferica e quindi alimentati da una quantità di ossigeno in una proporzione che si aggira intorno a quella che si verifica nell'aria atmosferica, in molti altri casi una tale abbondante disponibilità di ossigeno si riduce di molto. Allora, senza giungere all'anaerobiosi (che pure qualche volta si verifica), alcuni organi o tessuti vegetali si trovano in una speciale forma di aerobiosi; p. es., i tessuti parenchimatici di alcuni frutti carnosi (mele, uva, arancio, ecc.), quelli delle foglie molto spesse (agave, aloe) di alcuni fusti (fico d'India), cioè delle piante cosiddette grasse, i quali sono poveri di spazî intercellulari, e soprattutto hanno superficie epidermicle poverissime e talora quasi prive di stomi, non possono disporre, salvo che nei periodi d'illuminazione, e quindi di assimilazione, che di quantità assai piccole di ossigeno, perché l'afflusso di esso dall'atmosfera ambiente è assai difficile. Anche le radici delle piante sviluppantisi nel limo palustre, o nei terreni umidi troppo compatti, non possono fruire di un afflusso diretto di ossigeno dall'atmosfera ambiente, e lo ricevono solo mediatamente attraverso spazî conduttori provenienti dalle foglie e dalle altre parti emerse. In un medesimo individuo si possono quindi avere diversi modi di ricambio respiratorio, pure mantenendosi nei limiti dell'aerobiosi

Nella maggior parte delle piante aerobie l'ossidazione dei prodotti iniziali del ricambio respiratorio arriva fino ad acqua e anidride carbonica, e il valore del quoziente respiratorio si aggira intorno all'unità.

Ma in molti degli organi sopra citati a scarso afflusso di ossigeno il quoziente respiratorio

può permanentemente, o per alcuni periodi di tempo, risultare diverso dall'unità, in relazione con la diversa quantità di ossigeno a disposizione del plasma respirante. Come effetto di tale incompleta possibilità di ossidazione, e in relazione anche con fattori intimi specifici del plasma, è la produzione di corpi meno completamente ossidati. A questo meccanismo va riferita la produzione di alcuni acidi organici (ossalico, malico, tartarico, citrico, ecc.), i quali, liberi, o legati allo stato di sali, sono particolarmente abbondanti negli organi a scarso afflusso di ossigeno.

Mentre gli organismi vegetali superiori sono per lo più capaci di compiere l'intiero ciclo ossidativo fino ad acqua e anidride carbonica, e solamente in casi speciali lo interrompono alla fase di formazione di acidi del tipo di quelli sopra accennati, gli organismi inferiori, pure vivendo aerobicamente, possono svolgere il loro ricambio energetico, compiendo una sola o pochissime delle numerose fasi ossidative che conducono dai carboidrati ai prodotti estremi della degradazione degli alimenti. Così i germi della fermentazione acetica ossidano di norma l'alcool ad acido acetico, mentre essi stessi, solo in caso di penuria di alcool, possono ulteriormente ossidare l'acido acetico fino ad acqua e anidride carbonica. Altri germi, come alcune muffe e bacterî, possono ossidare gli zuccheri fino ad acido ossalico; l'ulteriore ossidazione dell'acido ossalico è opera di altri organismi, pure inferiori. Tali processi di ossidazione strettamente delimitati sono frequentissimi negli organismi inferiori: alcune fermentazioni industriali (fermentazione acetica), o che si tende a rendere industriali (fermentazione citrica per opera di muffe), tutti i processi della cosiddetta eremacausis che si operano nel terreno, e che danno luogo alla formazione di humus fertile, hanno luogo scalarmente per la successiva attività respiratoria di un gran numero di questi speciali tipi di organismi viventi in aerobiosi.

Aerobio. - È detto aerobio, meno comunemente aerofilo, l'organismo che vive in aerobiosi, che, cioè, è capace di compiere il suo ciclo vitale in presenza di ossigeno molecolare, o contenuto nell'aria atmosferica, o disciolto in diverse proporzioni nelle acque, o contenuto in proporzioni variabili in un'atmosfera comunque limitata. Gli organismi viventi sono aerobî oppure anaerobî.

I limiti tra organismi aerobî e anaerobî non sono sempre facili a definirsi, anche perché individui di una medesima specie possono talora vivere o come aerobî o come anaerobî, e anche perché non è sempre facile stabilire quando un organismo viva in assoluta assenza di ossigeno molecolare. Soprattutto sono assai ampî i limiti entro i quali la quantità di ossigeno presente nell'atmosfera in cui vivono gli aerobî, è favorevole allo sviluppo degli aerobî stessi. Oltre agli aerobî che vivono in presenza dell'aria atmosferica a composizione normale, e in presenza dell'aria contenuta nelle acque in diretto contatto con l'atmosfera e continuamente aereate, ve ne hanno alcuni che possono vivere in presenza di una pressione parziale di ossigeno assai maggiore che non quella dell'aria atmosferica, e ciò specialmente in condizioni sperimentali. Ma soprattutto sono da ricordare gli aerobî che vivono sotto una pressione parziale di O₂, minore, e talora di molto, di quella che si suole considerare come normale per l'aria atmosferica; questi organismi che vivono in presenza di quantità assai piccole di ossigeno, si dicono anche oligoaerobî, senza che si possa stabilire un limite ben netto per la classificazione di essi in aerobî veri e oligoaerobî.

Le piante superiori sono di solito aerobie, e assai poco sensibili alle variazioni della quantità di ossigeno nell'ambiente in cui vivono; occorre, p. es., porle in un ambiente contenente un volume di ossigeno per 99 di gas inerte, per vedere in tali organismi un turbamento della normale attività respiratoria. Le piante inferiori, alghe, funghi, bacterî, sono invece spesso assai sensibili a variazioni anche minime nella quantità di ossigeno ambiente. Esempî bellissimi ne troviamo nella microflora delle acque poco mobili (paludi), o ricche di sostanze organiche (maceratoi, fogne, ecc.), nelle quali le più svariate popolazioni di microrganismi si dispongono in modo che ciascuna specie usufruisce della disponibilità di ossigeno che le è più favorevole, sviluppandosi alla superficie le specie più spiccatamente aerobie, e gradatamente in profondità quelle che sono progressivamente meno esigenti di ossigeno fino a quelle strettamente oligoaerobie, e lasciando gli strati più profondi (e privati di ossigeno per opera delle colonie superiormente situate) alle specie anaerobie. La distribuzione degli organismi, e non solo dei microrganismi, nelle masse acquee, lo sviluppo della microflora nel tubo digerente degli animali, sono spesso regolate dalle diverse esigenze di aerobiosi delle singole specie. Alcune coltivazioni industriali, p. es. dei bacterî che determinano la macerazione delle fibre tessili, sono strettamente legate alla misura dell'afflusso di ossigeno, che permette lo sviluppo delle sole specie che interessa moltiplicare, e crea condizioni improprie per altre specie concorrenti, o dannose allo scopo che si vuole raggiungere.