Microorganismi

Microbi

 

Miliardi di organismi minuscoli, tra cui
batteri, virus funghi e alghe, sono intorno,
ma anche sopra e dentro di noi.
Ecco come sono nati, e a che cosa servono

 


Invisibili ma onnipresenti. semplicissimi ma capaci di assumere mille forme, minuscoli ma potenzialmente letali: i microbi sono i veri padroni della Terra.
Ma che differenze esistono tra un virus e una spora?
Come fanno a provocare le malattie?
E quanti sono?

La parola microbi è in realtà molto vaga. In questa categoria infatti, si possono raggruppare tutti gli organismi così piccoli da non essere visibili a occhio nudo.
E poiché i nostri occhi faticano a distinguere - a 25 cm di distanza - particolari separati da 200 milionesimi di metro, dovremmo chiamare microbi anche gli acari (piccolissimi aracnidi, responsabili di alcune allergie): i più piccoli tra loro non superano i 100 milionesimi di metro, molto meno dell’ Epulopiscium fishelsoni. un batterio scoperto sulla pelle del pesce chirurgo australiano e lungo mezzo millimetro.

Cercheremo di riassumere quello che la scienza ha scoperto sui più minuscoli abitanti del nostro pianeta. Partendo dalle loro origini: dove sono nati, quando e come si sono evoluti.

ORIGINE
I primi sono comparsi più di 3,5 miliardi di anni fa. E sono rimasti gli unici esseri viventi del pianeta per tre miliardi di anni. In tutto questo tempo. i microbi hanno fatto cinque "scoperte" che hanno cambiato la faccia del pianeta.

1. hanno inventato la fotosintesi, cioè un modo per ricavare energia dalla luce del sole.
2. scindendo la molecola dell’acqua con la fotosintesi, e liberando così ossigeno hanno contribuito a creare l’aria che respiriamo.
3. con i loro gusci calcarei microscopici, che si sono compattati in rocce, hanno formato molte terre emerse su cui ogni giorno ci muoviamo.
4. hanno inventato la riproduzione sessuale.
5. hanno imparato a vivere in simbiosi, e molto probabilmente grazie a questo loro adattamento la vita è divenuta da micro a macroscopica.

I microbi più antichi sono stati trovati in Australia e datati a 3,5 miliardidianni fa. Erano stromatoliti, cioè alghe unicellulari che si riunivano in filamenti. Ma il fatto che fossero già capaci di trarre energia dalla luce del sole con la fotosintesi, indica che i primissimi organismi unicellulari dovevano essere ancora più antichi.
Il microbo "Adamo" viveva probabilmente nel buio, vicino alle sorgenti profonde di acqua calda di origine vulcanica, ricca di acido solforico, nutrendosi così di energia chimica.

VELENO OSSIGENO
Circa 3,5 miliardi di anni fa, fra i microbi accade un fatto nuovo. Alcuni, grazie ad una serie di mutazioni, divengono colorati e si trasformano in cianobatteri. Un colore prima violetto, poi verdastro.
Questa sorta di primitiva clorofilla rese possibile trarre energia dalla luce del sole. L’ossigeno liberato con la fotosintesi cominciò ad avvelenare l’atmosfera (per molti organismi è infatti un gas letale), ma grazie alla loro capacità di riprodursi per divisione cellulare ogni venti minuti, ben presto emerse un gruppo di batteri capace di respirare.
Così i microbi riescono, due miliardi di anni fa, a trarre vantaggio dal velenoso ossigeno, con il risultato di ottenere con la respirazione cellulare 18 volte più energia di quanto fosse possibile prima.

LA SCOPERTA DEL SESSO
Altro balzo avanti 1,2 miliardi di anni fa. quando compaiono i primi eucarioti: microbi il cui corredo genetico è racchiuso per la prima volta in un nucleo.

Secondo Lynn Margulis, microbiologa dell’università di Boston. la nascita dei microbi più complessi sarebbe stata causata dalla simbiosi: i vecchi procanoti avrebbero iniziato ad associarsi, a vivere attaccati uno all’altro. Un esempio è il Myxotricha paradoxa: basta guardarlo al microscopio per capire che le ciglia e i flagelli che lo fanno muovere sono in effetti batteri indipendenti.

L’ultimo balzo, datato a circa un miliardo di anni fa. è la conquista della riproduzione sessuale. I nuovi eucarioti cioè riescono ora a riprodursi non più come semplici cloni, ma scambiando fra due individui il patrimonio generico. Il modo più comune è il seguente: due soggetti, prima della divisione cellulare, si avvicinano, e.si scambiano il 50 per cento del patrimonio genetico. La vita si diversifica sempre più e, soprattutto, cresce in dimensioni.

L’UNIONE FA LA FORZA
A questo punto non si vive più solo delle risorse chimiche del pianeta: il più grande mangia il più piccolo. E fra le strategie di difesa dei piccoli ne emerge una vincente: quella della simbiosi. Per difendersi da un grosso unicellulare meglio "farsi amico" un altro grosso unicellulare. L’ipotesi di Lynn Margulis, la più accettata, è che in ma catena di protezione e mutua convenienza si formano aggregati di cellule eucariote.
E circa 550 milioni di anni fa compaiono i primi animali pluricellulari,
esseri vermiformi o simili a granchi rinvenuti, per esempio a Burgess Pass,in Canada.
Comincia la storia di animali e piante pluricellulari.


MICROBI CATTIVI

Oggi forse non dominano più il pianeta. ma i microbi restano una presenza di tutto rispetto. Sia per la loro abbondanza sia per la loro pericolosità.
Non tutti però sono nocivi. Le strategie d’attacco sono così diverse che, ancor oggi, non sappiamo con sicurezza se dietro a certi malanni ci siano microbi oppure no.
Qualche esempio? Solo da pochi anni si sa con certezza che l’ulcera, attribuita allo stress è causata invece da un batterio, l’ Elicobacter pylori. Altri microrganismi sono responsabili della carie, e recentemente si è scoperto che perfino l’arteriosclerosi sarebbe indotta da batteri e virus quando nell’organismo viene a mancare la proteina interleuchina 10.
E in Finlandia Olavi Kajander, ricercatore di Kuopio, ha scoperto che un piccolissimo nanobatterio, il Proteus mirabilis, potrebbe essere all’origine dei calcoli renali.

LETALI? DIPENDE
Il fatto è che l’azione dei microbi coinvolti nelle malattie cambia anche a seconda della zona in cui la colonia si sviluppa.
Una persona su tre, per esempio, ha le narici colonizzate da stafilococchi, che però non danno alcun disturbo.
Un altro esempio è il meningococco, innocuo finché resta nella gola, ma capace di provocare epidemie di meningite se risale al sistema nervoso.

Se ogni colonia batterica presente sul nostro corpo innescasse una qualche malattia, in realtà, saremmo perennemente a letto. Basti pensare che ognuno di noi ospita almeno mezzo milione di stafilococchi per centimetro quadrato di pelle delle ascelle, ma ne abbiamo letteralmente ovunque: sulle mani sono 660 per cm2, sulla schiena 300 per cm2, e sulle parti del volto più grasse, quelle dove si formano i foruncoli, possono arrivare a 4 milioni per cm2 (si tratta di batteri anaerobi, come il Propione bacterium).

Solo contando i microbi che abitano sulla pelle degli esseri umani si arriva all’incredibile numero di un miliardo di miliardi di individui, ma la cifra diventerebbe enormemente superiore se si contassero anche i microrganismi che colonizzano i mari e il terreno, che vivono sugli animali, che consentono la digestione, che degradano le sostanze organiche... In un solo grammo di terriccio, per esempio, si calcola siano presenti almeno 10 mila specie di microbi diversi (più di tutte le specie di mammiferi messe insieme) per un totale di circa un miliardo di individui.

COME CI FANNO AMMALARE
Limitandoci a quelli patogeni, cioè capaci di farci ammalare, vediamo quali sono le loro strategie di attacco.

Una delle più comuni è l’influenza: a causarla è un virus, un organismo che ha bisogno delle cellule umane per riprodursi. Il virus è, in sostanza, puro DNA travestito in questo caso da due proteine: l’emaglutinina., che lo "guida" fino alle cellule di bronchi e polmoni, e la neuraminidasi che permette ai virus neonati di forare la cellula e andare ad infettarne altre.
Gli antibiotici non hanno effetto sul virus: a eliminarlo ci pensa, in qualche giorno, il sistema immunitario.
Sempre un virus provoca l’herpes simplex (la "febbre" sulle labbra), ma la sua strategia è più subdola: il virus si annida nei gangli nervosi, dove gli anticorpi non possono entrare, e ne esce solo quando il sistema immunitario è indebolito, in genere per una malattia. Muovendosi lungo i nervi arriva poi alle labbra, e solo allora il sistema immunitario inizia a combatterlo. Ma il virus resta comunque presente nei gangli nervosi, pronto a manifestarsi ancora alla prima occasione.

MANGIATORI DI CELLULE
Altre malattie comuni, come il mal di pancia, sono causate invece da batteri. La differenza? I batteri, al contrario dei virus, si moltiplicano autonomamente e nel processo, si fanno spazio eliminando cellule del corpo. Cioè "mangiando" letteralmente i tessuti.
Le salmonelle che provocano il mal di pancia (il caso più grave è quello del tifo) si localizzano nell’ultima parte dell’intestino, dove provocano piccole ferite, che sono responsabili dei disturbi. Con l’antibiotico mirato, cioè specifico per il batterio colpevole dell’infezione, i germi si possono distruggere in modo completo.

TOSSINE: RESIDUI VELENOSI
Ci sono poi microbi che risultano pericolosi anche da morti. Il caso più tipico è quello delle conserve: appena si apre un contenitore di cibo avariato, infatti, i germi presenti (in genere Clostridium botulinum) muoiono perché non sopportano l’ossigeno atmosferico.
Ma il germe aveva già avuto il tempo di produrre particolari sostanze chiamate tossine, che nell’uomo provocano paralisi.
Le conseguenze più note, e tragiche, delle tossine sono il botulismo, che colpisce appunto chi ingerisce cibi avariati, e il tetano. provocato dal batterio Clostridium tetani. Anche in questo caso, l’eventuale uso di antibiotici qualche giorno dopo l’infezione può uccidere i germi, ma non ha alcuna azione contro la tetanospasmina il veleno prodotto dal batterio.


MICROBI BUONI

L‘ uomo ha inventato la plastica? Neanche per idea.
Ci hanno pensato i microbi, tre miliardi e mezzo di anni fa.
E in più la bioplastica batterica è biodegradabile.
Ora si sta tentando di realizzare fabbriche di batteri
capaci di costruire bottiglie che con il tempo si decompongono.

MANGIANO ANCHE ARSENICO
Le "catene di montaggio" fatte di batteri sono già una realtà in molti settori. Anche nel turismo. Basti pensare che in una stazione sciistica della California, sul lago Tahoe, con i batteri si fabbrica neve.
Infatti la neve artificiale è resa possibile dalle proteine estratte dai resti di Pseudomonas siryngae, che modificano la struttura molecolare dell’acqua fino a trasformarla in ghiaccio anche sopra lo zero.

Altri microbi sono veri e propri "riciclatori" naturali: mangiano sostanze inquinanti e le decompongono. Negli Usa stanno studiando l’utilizzo dei batteri per ripulire il terreno delle vecchie stazioni di servizio, destinate alla demolizione. Secondo lo studioso americano Louis Foumier, il 5-10 per cento dei germi presenti in quei terreni vive nutrendosi di potenziali composti nocivi: basterebbe incoraggiare la selezione di questi ceppi (che mangiano i derivati dell’azoto, del fosforo e dell’ossigeno presenti nei resti della benzina) per ripulire ampie zone di terreno inquinato.

Dopo il disastro della Exxon Valdez, che ha scaricato nel mare d’Alaska tonnellate di petrolio, gli studiosi hanno scatenato batteri golosi di idrocarburi, che in tre settimane hanno ripulito le spiagge fino a 40 cm di profondità. E alcuni germi Thiobacillus e Leptothrix sono in grado di assorbire l’arsenico e ridurre quindi i rischi di avvelenamento in miniera.

BIRRA E FORMAGGI
Nella catena alimentare il ruolo dei batteri "buoni" è sempre più importante. Al dipartimento dell’agricoltura Usa è per esempio allo studio l’uso di lattobacilli nei cibi impacchettati, come l’insalata prelavata.
Questi batteri producono, infatti, acidi che impediscono la colonizzazione da parte dei batteri patogeni. Sono una protezione efficace e sono più sicuri di certi conservanti chimici in uso.

Molti degli alimenti che mangiamo regolarmente. poi, devono ai microbi sapore e consistenza. Ci sono quelli che rendono unti i formaggi come l’Emmental (Lactobacilbus helveticus) e altri che assicurano la cremosità dello yogurt (Lactobacillus bulgaricus). Ma anche birra, vino e pane debbono molto del loro gusto all’attività fermentatrice di alcuni germi. In particolare al Saccaromices cerevisiae.
A lui si deve la trasformazione del maltosio in glucosio, e da questo in alcol e anidride carbonica, responsabile delle bollicine. Sempre grazie a questi germi si ottiene la lievitazione della pasta di pane e quindi i prodotti da forno.


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