Microbiologia generale, Microbiologia

I  microorganismi  hanno  il  compito  di:  

-­‐ fissare  la  CO2  presente  nell’aria  tramite  fotosintesi,  trasformandola  in  C  

organico  utilizzabile  dalle  cellule  o  che  si  accumula  come  sostanza  

organica  nel  suolo.  

-­‐ Mineralizzare  il  carbonio  organicato  dalle  piante  tramite  fotosintesi,  

rigenerando  una  riserva  di  CO2.  

-­‐ Produrre  metano  degradando  la  sostanza  organica  in  ambiente  

anaerobio;  il  metano  viene  poi  ossidato  a  CO2.  

Ciclo  dell’azoto  

L’azoto  non  può  direttamente  essere  assorbito  dagli  organismi  viventi,  ad  

eccezioni  dei  batteri  azotofissatori.  

I  microorganismi  producono  quindi  ammonio,  tramite  degradazione  di  sostanza  

organica  o  tramite  fissazione  dell’azoto  atmosferico;  lo  ione  ammonio  è  poi  

ossidato  in  nitrito  e  in  nitrato  dai  batteri  nitrificanti.  Esistono  anche  i  batteri  

denitrificanti,  che  trasformano  il  nitrato  in  azoto  atmosferico  in  assenza  di  

ossigeno,  causando  perdite  di  azoto  dal  terreno.    

Ciclo  del  fosforo  

Il  fosforo  presente  nel  suolo,  deriva  dalla  degradazione  tramite  processi  chimici,  

fisici,  biotici  di  rocce  ricche  di  questo  elemento,  apatite  o  altri  minerali;  una  volta  

raggiunto  il  suolo  sotto  forma  di  ione  fosfato  PO4  3-­‐,  sedimenta  ed  è  organicato  

in  seguito  dalle  piante.  I  microorganismi  presenti  nel  suolo  degradano  i  resti  di  

piante  animali  contenenti  fosforo,  liberando  fosforo  inorganico,  riutilizzato  e  

organicato  dalle  piante.  

Ciclo  dello  zolfo  

Lo  zolfo  è  assimilato  da  piante  e  batteri  sotto  forma  di  SO4-­‐-­‐,  ione  solfato,  

utilizzato  per  sintetizzare  amminoacidi  solforati  ed  altre  molecole.  Dopo  essere  

stato  organicato,  lo  zolfo  torna  al  suolo  in  seguito  a  morte  degli  organismi  e  a  

degradazione  degli  stessi  o  attraverso  demolizioni  metaboliche;  i  tiocomposti  

sono  degradati  a  ione  solfato  da  microorganismi  aerobi  e  in  acido  solfidrico  H2S  

da  quelli  anaerobi.  Essendo  H2S  dannoso  per  i  viventi,  intervengono  alcuni  

microorganismi  che  lo  ossidano  a  molecola  biatomica  S2  o  a  ioni  solfato.  

Acqua  

Anche  nelle  acque  troviamo  una  consistente  quantità  di  microorganismi.  Sulle  

zone  superficiali  degli  oceani  troviamo  i  fitoplancton  che  attuano  la  fotosintesi;  

sui  fondali  oceanici  sono  stati  invece  identificati  batteri  bentonici,  presenti  nei  

sedimenti  del  fondale  marino,  che  effettuano  la  respirazione  anaerobica.  

Sarebbero  in  grado  di  produrre  metano,  gas  coinvolto  nel  riscaldamento  globale.  

Fitoplancton:  è  costituito  da  microrganismi  fototrofi  che  fluttuano  nelle  acque  

(diatomee,  cianobatteri  ecc.),  usano  la  radiazione  solare  e  le  sostanze  

inorganiche  disciolte  in  acqua  per  vivere.  

Vegetali  

I  microorganismi  che  si  trovano  sulle  piante  sono  molto  variabili,  sia  

qualitativamente  che  quantitativamente.  I  vegetali  a  tubero  o  a  radice  

possiedono  più  microrganismi  sulla  loro  superficie  rispetto  a  quelli  a  foglia,  

frutto  o  fusto;  i  vegetali  con  superficie  liscia  sono  meno  carichi  di  microrganismi  

rispetto  a  quelli  con  superficie  rugosa.  

Sono  due  i  tipi  di  microrganismi  delle  piante:  

-­‐ fitopatogeni,  ovvero  che  causano  malattie  alla  pianta  

-­‐ microrganismi  innocui  fino  a  quando  la  superficie  della  pianta  rimane  

inalterata;  quando  però  si  lacera  possono  provocare  alterazioni.  

-­‐ Batteri  azotofissatori:  avviene  tramite  batteri  procarioti  presenti  nel  

suolo  o  altri  associati  con  le  piante  detti  infatti  simbionti.  Quelli  simbionti  

devono  necessariamente  colonizzare  un  ospite,  poiché  da  soli  non  

riescono  a  fissare  l’azoto  atmosferico  in  ione  ammonio.  Un  esempio  è  il  

rhizobium  che  entra  in  simbiosi  con  specie  vegetali  come  le  leguminose.  

I  batteri  invadono  i  peli  radicali  delle  radici  delle  leguminose  e  stimolano  la  

produzione  di  tubercoli  radicali,  ovvero  dei  noduli  nei  quali  i  batteri  si  

presentano  come  simbionti  intracellulari  (batteroidi).  Essi  fissano  l’azoto  

molecolare  in  forma  utilizzabile  dalla  pianta,  utilizzando  come  fonte  di  energia  i  

metaboliti  prodotti  da  essa.  

Animali  

Sono  importanti  vettori  di  microorganismi;  esistono  numerose  simbiosi  tra  

microrganismi  e  animali,  un  esempio  è  la  simbiosi  del  rumine:  i  batteri  rendono  

digeribile  la  cellulosa  e  l’emicellulosa  dei  vegetali  ingeriti  dall’animale,  

rendendola  utilizzabile  dall’organismo;  i  prodotti  della  fermentazione  sono  

assorbiti  dalla  parete  ruminale  e  servono  alla  ghiandola  mammaria  per  produrre  

i  precursori  della  sintesi  del  latte.  Questi  batteri  ruminali,  utilizzano  azoto  

inorganico  e  non  proteico  come  quello  dell’urea,  per  produrre  nel  rumine,  

proteine  ad  alto  valore  biologico;  senza  di  essi  gli  animali  non  potrebero  

utilizzare  l’azoto.  I  batteri  ruminali  in  cambio,  possono  vivere  in  un  ambiente  

termicamente  controllato.  

Uomo  

Nell’uomo  i  microrganismi  si  trovano  sulla  superficie  corporea  esterna  e  nelle  

cavità  interne,  dove  vivono  in  un  rapporto  di  commensalismo;  infatti  spesso  si  

nutrono  delle  sostanze  di  scarto  delle  nostre  cellule  e  le  difendono  da  attacchi  

esterni.  In  situazioni  anormali  però,  si  possono  trasformare  in  patogeni  

occasionali  e  opportunisti;  esistono  invece  microrganismi  che  sono  sempre  

nocivi  per  l’uomo.  

Sulla  cute  sono  presenti  nello  strato  corneo  dell’epidermide,  in  continua  

desquamazione;  possono  essere  residenti  o  transienti.  

Riguardo  all’apparato  respiratorio,  sono  dispersi  microrganismi  nella  cavità  

nasale,  nella  faringe  e