MICROBIOLOGIA

MICROBIOLOGIA

. La m. è la scienza che studia i microrganismi o micròbi, cioè, in prima approssimazione, quegli organismi che l'uomo non riesce a vedere a occhio nudo (di dimensioni inferiori a 1 mm.). Questa definizione comprende un campo vastissimo, ma, in realtà, per lungo tempo la maggior parte delle ricerche microbiologiche sono state limitate ai batteri quale causa di malattia e alle reazioni dell'organismo umano a un'infezione batterica. Cioè, per lungo tempo gran parte della m. è stata una scienza applicata di grande successo ma con scarsi contatti con il resto della biologia. Più recentemente alcuni microrganismi (prima un fungo, Neurospora, poi alcuni batteri, tra cui Escherichia coli, e infine diversi batteriofagi) sono stati utilizzati come sistema modello per studiare alcuni processi fondamentali della materia vivente sulla base dell'ipotesi, rivelatasi finora fondata, che i meccanismi basilari del metabolismo sono molto simili in tutti gli organismi viventi. Discipline più specializzate, che rientrano in tutto o in parte nell'ambito della m., sono: la protozoologia, che studia i Protozoi, la virologia, che studia i Virus, nonché la batteriologia, che studia i Batteri, l'immunologia per quel che attiene alle reazioni di un organismo alle infezioni batteriche, la biologia molecolare che studia i meccanismi molecolari dei processi genetici, l'igiene che studia la prevenzione del contagio.

Nel linguaggio corrente per m. s'intende prevalentemente la batteriologia, mentre in ambienti più specializzati s'intende lo studio dei microrganismi in generale. Questi comprendono alcune Alghe, i Protozoi, alcuni Funghi, i Batteri, i Virus.

Storia. - L'inizio della m. coincide, ovviamente, con la scoperta del microscopio, avvenuta all'inizio del sec. 17°. I primi studi sui microbi furono fatti da A. van Leeuwenhoek (1632-1723), il quale possedeva una grande abilità nel tagliare le lenti per costruire poi dei microscopi e si avvaleva di questi semplici strumenti (alcuni dei quali consentivano ingrandimenti fino a 200 diametri) per fare descrizioni molto accurate della grandissima varietà del materiale che osservava. Egli esercitò una grande influenza sulla scienza dell'epoca. La Royal Society di Londra, infatti, pubblicò nei suoi Proceedings la traduzione inglese delle numerose comunicazioni di Leeuwenhoek. Queste comprendevano la descrizione di microbi isolati dai materiali più diversi (saliva, aceto, foglie, suolo, ecc.) ma anche degli spermatozoi, dei globuli rossi del sangue, di semi, di embrioni di piante e di piccoli animali invertebrati. Dopo la morte di Leeuwenhoek i progressi della m. furono molto lenti, finché, all'inizio del 18° secolo, la tecnica di costruzione dei microscopi subì un notevole perfezionamento.

Il ritrovamento dei microbi in materiali come lo zucchero di barbabietola usato per la produzione di alcool o negli alimenti in putrefazione suggerì che le trasformazioni chimiche di queste sostanze potessero essere indotte dai microrganismi e ciò fu provato (1857) da L. Pasteur (1822-1895). Successivamente, nel 1877, R. Koch (1843-1910) dimostrò in maniera conclusiva che una malattia, il carbonchio, è dovuta a un batterio (successivamente chiamato Bacillus antracis). Gli studi di Pasteur e di Koch ebbero molta risonanza, e segnarono l'inizio degli anni d'oro della batteriologia medica. In circa 25 anni fu scoperta e descritta la maggior parte dei più importanti agenti batterici di malattie nell'uomo e furono messi a punto metodi di prevenzione per molte malattie infettive sia con l'immunizzazione artificiale sia con l'applicazione di misure igieniche. Queste scoperte hanno causato una notevole diminuzione di mortalità e, in conseguenza, hanno contribtiito all'aumento della popolazione umana.

Un gruppo di microrganismi non visibili con il microscopio ottico, i virus, fu scoperto nel 1892 da uno scienziato russo, D. Iwanowsky, il quale dimostrò che una malattia delle piante del tabacco era dovuta a un agente submicroscopico capace di autopropagarsi. Negli ultimi venti anni la conoscenza del mondo microbiologico è stata rivoluzionata dal microscopio elettronico che, grazie al suo notevole potere risolutivo, ha permesso d'individuare molte strutture precedentemente sconosciute.

Sistematica. - Agl'inizi della m. i microrganismi vennero assegnati in parte al regno animale e in parte al regno vegetale. Successivamente ci si accorse che questo criterio creava grossi problemi perché alcune specie chiaramente molto simili venivano assegnate a due regni differenti o addirittura, come nel caso dei Flagellati fotosintetici e dei Mixomiceti, sia al regno vegetale sia al regno animale. La ragione di questa difficoltà consiste nel fatto che, mentre le piante e gli animali sono tra di loro molto distanti da un punto di vista evolutivo, il contrario succede per le forme di vita più primitive. Così, per es. un organismo viene assegnato a uno dei due regni sulla base dei criteri di capacità di movimento e di fotosintesi; questi caratteri richiedono, negli organismi superiori, un gran numero di funzioni elementari e permettono una facile classificazione; nei protozoi invece richiedono la presenza o assenza di un flagello o dei cloroplasti che possono occasionalmente mancare in parecchie specie. Lo zoologo tedesco E. H. Haeckel propose nel 1866 la creazione di un terzo regno, quello dei Protisti, comprendente tutti gli organismi a organizzazione biologica relativamente semplice. I protisti mancano di una differenziazione interna in cellule e tessuti di vario tipo, sono di solito microscopici e unicellulari, ma possono anche essere macroscopici o pluricelullari. I microrganismi sono protisti microscopici.

La divisione fondamentale del regno dei protisti è quella di protisti eucariotici e protisti procariotici. La cellula eucariotica è caratterizzata dalla presenza del nucleo, circondato da una membrana la cui struttura al microscopio elettronico è identica a quella della membrana cellulare. Nel resto della cellula, cioè nel citoplasma, vi sono numerosi organelli, anch'essi circondati da membrane, quali i mitocondri, i lisosomi e i vacuoli. Vi è poi un complesso sistema di membrane, il reticolo endoplasmatico e una grande quantità di tubuli, visibili solo al microscopio elettronico. La cellula procariotica non contiene nuclei né mitocondri e presenta un'organizzazione del materiale genetico molto differente (v. citologia, in questa App.). Le differenze tra cellule eucariotiche e cellule procariotiche rappresentano la più grande discontinuità evolutiva che si conosca. Ai Protisti eucariotici appartengono le Alghe, i Protozoi e i Funghi; ai Protisti procariotici i Batteri e le Cianofite (Alghe azzurre). V. anche alghe; batterio; infettive, malattie; virus, in questa Appendice.

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