LA MICROBIOLOGIA

Lo studio dei microrganismi in quanto tali, (tassonomia microbica, biochimica dei microrganismi, genetica batterica …)

lo studio delle attività microbiche che interessano l’uomo (microbiologia ambientale, medica, agraria, industriale, alimentare, veterinaria..)

è lo studio dei microrganismi e può seguire due approcci diversi e complementari :

Il microrganismo

genetica

biochimica

tassonomia

Fisiologia

Filogenesi

struttura

ambientale

agraria

medica

Biotecnologie microbiche

alimentare

Veterinaria

industriale

Attività microbiche di interesse umano

archibatteri (Archea)

La MICROBIOLOGIA si occupa di :

batteri

alcuni EUCARIOTI microscopici

PROCARIOTI

FUNGHI

PROTOZOI

(ALGHE)

Ma anche di microrganismi che non hanno organizzazione cellulare, sono parassiti intracellulari obbligati e che, tecnicamente, vanno considerati “non

vivi” (mancano di organizzazione cellulare)

Virus – dotati di un solo tipo di acido nucleico (DNA o RNA) e proteine Viroidi – parassiti obbligati, formati da RNA nudo.

Prioni – proteine infettive,

osservazione Speculazione sull’origine delle

malattie

Speculazione sull’origine della vita

Teoria della generazione spontanea

Analisi dell’origine delle malattie

Fisica (lenti)

Confutazione definitiva della teoria della generazione spontanea

Dimostrazione dell’esistenza di esseri invisibili no

NO

Sì

sì

Importanza dei microrganismi nelle fermentazioni e in

altri processi

DAL PENSIERO ALL’OSSERVAZIONE

Il primo microscopio fu prodotto intorno

al 1590-95

Dagli olandesi Hans e Zacharias Janssen

Robert Hooke(1635-1703) Costruì un microscopio a due lenti

La cui risoluzione permetteva di distinguere i funghi filamentosi ma non i batteri

I MICROBI ESISTONO !

Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) era un commerciante di tessuti

olandese con la passione delle lenti di ingrandimento

E fu il primo a osservare e descrivere protozoi, lieviti e batteri

Il suo microscopio era molto piccolo e bisognava “fochettare” di continuo

Il microscopio di van Leeuwenohoek (tardo 600)

Vite per il fuoco

lente

Collocazione del campione

Spostamento del campione

van Leeuwenhoek chiamò “animalcules” gli esseri che aveva

osservato

Le sue ricerche portarono un intero mondo invisibile alla consapevolezza

degli scienziati dell’epoca

e innescarono un dibattito sulla loro origine, che si prolungò per circa due secoli, inserendosi nella polemica sulla teoria della generazione spontanea, accettata senza discussione

durante il Medio Evo, il Rinascimento e buona parte del ‘600

La teoria della generazione spontanea (abiotica) era stata

avanzata da Aristotele A cui il padre, medico del re di Macedonia Amintas III, aveva insegnato

l’osservazione dei fenomeni naturali

ma l’impossibilità di distinguere l’eccessivamente piccolo

O la difficoltà di riconoscere come tali stadi di sviluppo molto diversi ....

Aristotele riunì in un trattato le sue osservazioni su molti animali, descrivendone

con accuratezza il ciclo vitale

.. Gli fecero concludere che le rane si originassero dal fango

la teoria ebbe largo seguito: molti scienziati offrivano ricette per creare..

rane

serpenti

api anguille

topi

Prendere stracci umidi e fangosi e una camicia sporca

porre il tutto in una soffitta buia Circondandolo di chicchi di frumento o

pezzi di formaggio...

Attendere 21 giorni

Ricetta per topi: Jean Baptiste van Helmont (Belgio 1577-1644)

Dimostrò con un semplice esperimento l’assurdità dell’assunto secondo il quale le mosche si originavano dalla carne in decomposizione

coprì con una garza uno dei vasi, dimostrando che i “bachi” nascevano solo dove potevano arrivare le mosche

L’esperimento di Redi dimostra che le mosche nascono da larve, che

nascono da uova

MA van Leeuwenhoek aveva osservato che lasciando della paglia in infusione nell’acqua per pochi giorni, era poi possibile trovarvi numerosi microrganismi

Il microscopista francese Louis Joblot, nel 1710 osserva lo stesso fenomeno e ne deduce che la generazione spontanea, se non

riguarda le mosche, è evidentemente … limitata ai microrganismi

John Turbeville Needham (1713-1781)

con il famoso naturalista francese Buffon, replica (1748) l’esperimento di Redi

Il brodo si guasta: i microrganismi sono presenti in tutte le fiasche

Needham conclude che i microrganismi cresciuti nelle fiasche chiuse sono dovuti a generazione spontanea

Fa bollire per qualche minuto del brodo di montone e lo versa ancora bollente, in fiasche “pulite” che chiude con tappi di sughero

È convinto che nella materia organica sia presente una forza vitale che guida la generazione

1765: Spallanzani ripete l’esperimento:

solo il brodo bollito per un’ora nel recipiente sigillato restava sterile

Fa bollire il brodo nella bottiglia per un’ora e

sigilla l’apertura

Fa bollire pochi minuti e lascia aperta la fiasca

Fa bollire un’ora e tappa con sughero

MA… Needham sostiene che il calore eccessivo ha distrutto la “forza vitale”

quando (1774) Joseph Priestly dimostra che l’ossigeno è

necessario alla vita

Falsando l’esperimento e impedendo la generazione spontanea dei microrganismi

i sostenitori della teoria abiotica obietteranno che il calore ha “alterato l’ ossigeno nel brodo”

Pasteur dimostra che i microrganismi che crescono provengono dall’esterno, trasportati dall’aria

bisognava far passare l’aria senza alterarne la qualità, ma impedendo l’accesso ai microrganismi

Pasteur quindi usò fiasche con una particolare imboccatura “a collo di cigno”

Finalmente, nell’800, l’Academie Francaise offre un cospicuo premio per chi possa risolvere la questione

La forza di gravità e il lungo tratto in salita avrebbero protetto l’interno della fiasca. L’aria sarebbe restata inalterata

Il terreno viene sterilizzato con il calore

Il terreno non sterile viene versato nella fiasca

Il collo della fiasca viene modellato con il fuoco

L’aria viene forzata fuori dall’estremità aperta

La polvere e i microrganismi restano intrappolati nella piega

Il liquido resta sterile anche per molti anni

Estremità aperta

Lungo termine

Il liquido si raffredda

L’aria entra ma la polvere no

Questo dimostrava che la crescita era dovuta a una contaminazione esterna

la crescita microbica si manifestò solo con il contatto tra brodo e polvere

I microrganismi crescono

La fiasca viene inclinata: il liquido entra in contatto con

la polvere

Breve termine

1877: John Tyndall ripete l’esperimento di Needham e ottiene risultati parzialmente sovrapponibili

Tyndall dimostrò che un trattamento al calore ripetuto eliminava la capacità “del brodo” di guastarsi

In quello stesso anno Ferdinand Cohn (1828-1898)

Scopre l’esistenza delle endospore

NO: i RISULTATI sono dati oggettivi, ma se ne possono trarre CONCLUSIONI errate

Needham aveva ragione????

crollo definitivo della teoria abiotica

nascita della microbiologia moderna

ambiente Medicina

Martinus Bejerinck (1851-1931)

Sergej Vinogradskij (1856-1953)

Robert Koch

E molti e molti altri che hanno fatto scoperte basilari in ogni campo

Grazie a loro oggi sappiamo molto di alcuni microbi

Ma resta ancora da comprendere moltissimo sulla maggior parte di loro

Come ti chiami??

Genere specie

individui con alto grado di omologia in molte caratteristiche indipendenti

raggruppa specie simili tra loro

MONOFILETICA

caratteristiche fenotipiche discriminanti

SPECIE

Genomovar patovar

biovar

serovar