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Microrganismi

Che cosa sono i microrganismi?

Con il termine microrganismi si identificano tutti gli esseri viventi la cui dimensione è tale da renderne impossibile la vista ad occhio nudo. Normalmente si è soliti individuare come limite oltre il quale non si può più parlare di microrganismi la dimensione di 0,1 mm.

Facendo riferimento ad una forma di classificazione unicamente dimensionale, la categoria dei microrganismi raggruppa in sé una moltitudine di specie appartenenti a numerosissimi e distinti gruppi di viventi e non ha alcun significato dal punto di visto sistematico o tassonomico. La targhetta di microorganismo infatti può essere attaccata ad organismi procarioti ed eucarioti, autotrofi ed eterotrofi, solitari o coloniali.

Alcune forme considerate microrganismi hanno una struttura tale da non essere compiutamente degli organismi viventi ma rappresentano una sorta di via intermedia tra il mondo vivente e quello minerale.

La branca della biologia che si occupa dello studio dei microrganismi è definita microbiologia ed il suo contributo è fondamentale per il progresso della conoscenza in tutti gli ambiti delle scienze della vita, dalla fisiologia alla medicina fino all’ecologia, per il fondamentale quanto nascosto ruolo che i microrganismi ricoprono nel funzionamento dei sistemi ecologici.

Alcuni tipi di microorganismi

Figura 1: I microrganismi.

Procarioti: i microrganismi più antichi

La prime forme di vita erano, ovviamente, microrganismi. L’organizzazione delle cellule più antiche è di tipo procariotico e si è conservata fino ai giorni nostri in un gran numero di specie viventi suddivise in diverse categorie.

Sebbene il termine “procariota” venga generalmente associato al termine batterio, queste due parole non rappresentano dei sinonimi. Batterio vuol dire, infatti, cellula appartenente al gruppo Bacteria, che è il più noto ma non l’unico gruppo di procarioti. Oltre ai batteri, sono microrganismi procariotici anche i gruppi Archaeobacteria, Prochlorophyta e Cyanobacteria.

Sebbene cianobatteri e proclorofite siano gli unici organismi ad essere in grado di effettuare la fotosintesi ossigenica, anche tra Batteri ed Archea esistono delle forme autotrofe fotosintetiche che utilizzano vie metaboliche differenti.

Alcuni gruppi di batteri, inoltre, hanno sviluppato delle vie metaboliche speciali in grado di utilizzare l’energia contenuta nei legami chimici di alcune sostanze come fonte di energia alternativa a quella solare. Questi batteri sono  definiti chemiosintetici  e vivono in grande quantità in alcune delle zone del pianeta ritenute più inospitali e inadatte alla vita, come ad esempio le fosse oceaniche.

Eucarioti

Se è vero che tutti i procarioti sono microrganismi, tra gli eucarioiti esistono forme microscopiche e forme di dimensioni maggiori. Le forme microscopiche sono rappresentate da tutti gli organismi eucariotici unicellulari, in cui l’organizzazione complessa della cellula eucariotica non dà luogo alla formazione di aggregati cellulari che compongono tessuti ma ogni cellula rimane un organismo a sé.

Sebbene siano più grandi dei procarioti, la classe dimensionale a cui la maggior parte di questi organismi appartiene li colloca comunque nella categoria dei microrganismi, andando a formare il cosiddetto regno dei Protisti.

Tradizionalmente i protisti venivano distinti in due grandi categorie: i protozoi e le alghe unicellulari. Tale distinzione, che si basa sulle diverse caratteristiche trofiche dei vari organismi (eterotrofi i protozoi e autotrofe le alghe), non trova però una totale corrispondenza né dal punto di vista filogenetico né strutturale. Infatti, organismi filogeneticamente e strutturalmente simili possono avere funzionamenti trofici opposti. Non è raro, inoltre, ritrovare specie che possano passare da una forma di nutrimento eterotrofico ad una di tipo autotrofico e viceversa a seconda delle circostanze.

Funghi

Altra grande categoria di organismi che annovera numerose forme microscopiche sono i funghi, esseri viventi strutturalmente simili a vegetali ma che non possiedono gli apparati necessari alla fotosintesi e si nutrono di sostanza organica, spesso vivendo come parassiti di altri organismi. Allo stesso modo di quanto accade per le altre due categorie, possono essere responsabili di infezioni anche gravi

Virus

L’ultima categoria di organismi che viene inserita tra i cosiddetti microrganismi è quella dei virus. Questi ultimi, in realtà non sono propriamente degli esseri viventi, non rispondendo appieno alle caratteristiche che fomalamente definiscono il concetto di vita.

Essi non sono rappresentati da una cellula ma sono, in effetti, costituiti da un involucro proteico che custodisce del materiale genetico (DNA o RNA) e a volte qualche enzima. La riproduzione dei virus è affidata allo sfruttamento degli apparati metabolici delle cellule infettate e questo fà di loro dei parassiti obbligati.

Ruolo ecologico dei microorganismi

La presenza di microorganismi nell’ambiente è fondamentale per il funzionamento di ogni ecosistema. Ogni rete trofica infatti si regge su tre pilastri principali: i produttori, i consumatori e i decompositori.

Tra i microorganismi esistono rappresentanti per ognuno di questi tre livelli e pertanto le comunità di microorganismi sono funzionalmente complete.

Viceversa,  tra gli organismi più complessi, esistono solo due forme trofiche: i produttori ed i consumatori. Il livello dei consumatori si regge attraverso l’apporto di materia organica proveniente sia dai produttori macroscopici che dai produttori microscopici. Per rinnovarsi, il livello degli autotrofi ha bisogno della costante presenza di sostanza inorganica da utilizzare.

L’azione compiuta dai microorganismi decompositori, in massima parte procarioti, permette la degradazione della materia organica morta contenuta negli organismi che hanno completato il proprio ciclo di vita, facendo in modo che gli elementi chimici semplici possano tornare a disposizione degli autotrofi.

Inoltre molti organismi macroscopici si nutrono direttamente di microorganismi, permettendo il passaggio di energia tra livelli trofici inferiori e livelli trofici superiori.

Talvolta, l’azione dei virus detti “fagi”, che infettano e uccidono i batteri, può interrompere questo passaggio di energia a livelli trofici superiori innescando il cosiddetto “microbial loop”.

Alcune reti trofiche in corrispondenza delle fosse oceaniche si reggono sulla produzione primaria operata da batteri chemiosintetici in prossimità delle fonti idrotermali (“Hydrotermal vents”); in alcuni ambienti i microorganismi che vivono in simbiosi con altri organismi più grandi sono indispensabili per l’esistenza stessa di ecosistemi fondamentali, come le barriere coralline, in cui i coralli sopravvivono e prosperano grazie alla simbiosi con alghe microscopiche dette  zooxantelle.

Microbial loop

Figura 2: microbial loop indotto dai virus "fagi".

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