Microorganismele sunt viețuitoare atât de mici încât pot fi văzute doar la microscop: bacterii, arhee, ciuperci microscopice precum drojdiile și mucegaiurile, protiste și alge unicelulare. Deși le asociem de obicei cu bolile, marea majoritate sunt inofensive sau chiar indispensabile: fără ele, frunzele căzute nu s-ar descompune, plantele nu ar avea azot, iar tu nu ai putea digera o parte din hrană.
Microorganismele au fost primele forme de viață de pe Pământ și au rămas cele mai numeroase. Ghidul de mai jos îți arată cine sunt, cum trăiesc, ce roluri au în natură și în bucătărie, cum au fost descoperite și de ce o mică parte dintre ele merită respectul nostru.
Ce sunt microorganismele și cât de mici sunt
Un microorganism este orice organism viu de dimensiuni microscopice, format de obicei dintr-o singură celulă sau din colonii mici de celule. Termenul nu desemnează un grup de rudenie, ci doar o categorie de mărime, care reunește organisme foarte diferite între ele.
| Grupa | Exemple | Dimensiune tipică | Are nucleu? |
|---|---|---|---|
| Bacterii | lactobacilii din iaurt, E. coli | 0,5–5 µm | nu |
| Arhee | microbii din izvoare termale, din intestin | 0,5–5 µm | nu |
| Ciuperci microscopice | drojdia de bere, mucegaiul de pe pâine | drojdia: 3–10 µm | da |
| Protiste | amiba, parameciul | 10–300 µm | da |
| Alge microscopice | diatomeele, alga verde din bălți | 2–200 µm | da |
| Virusuri (nu sunt celule) | virusul gripal | 0,02–0,3 µm | nu au celulă |
Un micrometru (µm) este o miime de milimetru. Pe vârful unui ac încap mii de bacterii una lângă alta. Diferența dintre celulele fără nucleu (procariote) și cele cu nucleu (eucariote) este explicată în ghidul despre celulă.
Unde trăiesc
Practic peste tot. Microorganismele trăiesc în sol, în apă, în aer, pe piele, în intestin, în gheața polară, în izvoarele fierbinți și la kilometri sub pământ. Un gram de sol fertil de grădină poate conține sute de milioane până la miliarde de bacterii, plus kilometri de filamente de ciuperci. Unele arhee trăiesc în ape cu temperaturi apropiate de punctul de fierbere sau în lacuri extrem de sărate; aceste organisme se numesc extremofile.
Cum au fost descoperite
Microorganismele au fost văzute pentru prima dată în secolul al XVII-lea, dar rolul lor în natură și în boli a fost înțeles abia în secolul al XIX-lea, prin câteva experimente decisive.
- Antonie van Leeuwenhoek, în anii 1670, a observat cu microscoape proprii „animalcule” în apă de ploaie și în placa dentară, devenind primul om care a văzut bacterii și protiste.
- Louis Pasteur, în jurul anului 1860, a arătat cu baloane cu gât lung, curbat în formă de „gât de lebădă”, că un bulion fiert rămâne steril dacă microbii din aer nu pot ajunge la el. Astfel a infirmat ideea că viața apare spontan din materie moartă și a explicat fermentația și alterarea alimentelor.
- Robert Koch a demonstrat că anumite boli sunt produse de bacterii precise și a identificat, în 1882, bacilul tuberculozei.
- Alexander Fleming a observat în 1928 că un mucegai din genul Penicillium oprea creșterea bacteriilor pe o placă de cultură, descoperire care a dus la penicilină, primul antibiotic folosit pe scară largă.
Și școala românească a contribuit la începuturile microbiologiei. Victor Babeș a scris, împreună cu francezul Victor Cornil, unul dintre primele tratate de bacteriologie din lume, iar Ioan Cantacuzino a fondat la București institutul de seruri și vaccinuri care îi poartă numele. Experimentul lui Pasteur rămâne un exemplu clasic de metodă științifică aplicată.
Cum trăiesc și se înmulțesc bacteriile
Bacteriile se înmulțesc prin diviziune binară: o celulă își copiază ADN-ul, crește și se împarte în două celule identice. În condiții ideale de hrană și temperatură, unele specii se divid la fiecare 20–30 de minute, ceea ce înseamnă o creștere exponențială foarte rapidă.
Un calcul simplu arată de ce contează: dacă o bacterie se divide la fiecare 20 de minute, după o oră sunt 8 bacterii, după 5 ore peste 30.000, iar după 10 ore în jur de un miliard. Bineînțeles, în realitate creșterea se oprește când se termină hrana sau se acumulează deșeurile, dar ritmul explică de ce mâncarea gătită nu trebuie lăsată ore întregi la temperatura camerei.
Hrana microorganismelor
- Autotrofele își produc singure hrana, prin fotosinteză (cianobacteriile, algele) sau din reacții chimice.
- Saprofitele se hrănesc cu materie moartă; sunt descompunătorii naturii.
- Simbiontele trăiesc în asociere cu alt organism, în beneficiu reciproc.
- Parazitele trăiesc pe seama unei gazde și o pot îmbolnăvi.
Sfat: Respectă regula celor două ore: mâncarea gătită se pune la frigider cel târziu la două ore după preparare, iar vara, pe căldură mare, chiar mai repede. La temperaturi sub 4–5 °C, majoritatea bacteriilor se înmulțesc foarte încet.
Descompunătorii, reciclatorii naturii
Rolul cel mai important al microorganismelor în natură este descompunerea materiei moarte. Bacteriile și ciupercile transformă frunzele, lemnul, cadavrele și excrementele în substanțe minerale simple, pe care plantele le absorb din nou.
Gândește-te la o pădure de fag din Carpați: în fiecare toamnă cad tone de frunze la hectar. Fără descompunători, stratul ar crește an de an și ar sufoca solul. În realitate, în câțiva ani frunzele dispar, transformate în humus, partea închisă la culoare și fertilă a solului. Același proces are loc în grămada de compost din grădină, unde microorganismele încălzesc vizibil resturile vegetale în timp ce le descompun.
Locul descompunătorilor în circuitul hranei și al energiei este explicat în ghidul despre ecosisteme și lanțul trofic.
Microbii care hrănesc planeta: azot și oxigen
Microorganismele controlează două dintre cele mai importante circuite ale vieții, cel al azotului și cel al oxigenului.
Fixarea azotului
Aerul conține aproximativ 78% azot, dar plantele nu îl pot folosi direct. Doar anumite bacterii pot „fixa” azotul din aer, transformându-l în compuși utilizabili. Cele mai cunoscute sunt bacteriile din genul Rhizobium, care trăiesc în nodozitățile de pe rădăcinile leguminoaselor: fasole, mazăre, soia, trifoi, lucernă. Planta le oferă zaharuri, iar bacteriile îi dau azot. De aceea agricultorii folosesc de mult timp rotația culturilor, cultivând leguminoase pentru a îmbogăți natural solul.
Oxigenul din atmosferă
Cianobacteriile au fost primele organisme care au eliberat oxigen prin fotosinteză și au schimbat compoziția atmosferei acum peste două miliarde de ani. Astăzi, cianobacteriile și algele microscopice din oceane, numite împreună fitoplancton, realizează o parte foarte mare din fotosinteza planetei. Mecanismul este explicat în ghidul despre fotosinteză.
Lichenii, o asociere reușită
Lichenii, petele cenușii, verzui sau portocalii de pe pietre și scoarța copacilor, sunt de fapt o asociere între o ciupercă și o algă sau o cianobacterie. Ciuperca oferă adăpost și apă, partenerul fotosintetic oferă hrană. Lichenii colonizează roca goală și o erodează lent, contribuind la formarea solului, cum se arată în articolul despre roci și minerale. Mulți licheni sunt sensibili la poluarea aerului, deci prezența lor indică un aer relativ curat.
Microorganismele din bucătărie
Multe alimente tradiționale românești există datorită microorganismelor, prin procesul numit, în sens larg, fermentație: transformarea zaharurilor sau a alcoolului de către microbi în acizi, alcool sau gaze. Fermentația propriu-zisă, cea lactică sau alcoolică, are loc fără oxigen; oțetul este o excepție, pentru că bacteriile acetice au nevoie de aer.
| Aliment | Microorganisme principale | Ce fac |
|---|---|---|
| Iaurt, sana, laptele bătut | bacterii lactice, de exemplu Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus și Streptococcus thermophilus | transformă lactoza în acid lactic, laptele se îngroașă |
| Murături în saramură, varză murată | bacterii lactice prezente natural pe legume | acidifică mediul și împiedică alterarea |
| Borș din tărâțe | bacterii lactice și drojdii | produc gustul acru specific |
| Pâine dospită | drojdia Saccharomyces cerevisiae | produce CO₂, care umflă aluatul |
| Vin, bere | drojdii | transformă zahărul în alcool și CO₂ |
| Brânzeturi maturate | bacterii și, la unele, mucegaiuri nobile | dau textura și aroma |
| Oțet | bacterii acetice | transformă alcoolul în acid acetic |
Fermentația a fost o metodă de conservare cu mult înainte de apariția frigiderului: mediul acid sau alcoolic împiedică dezvoltarea microbilor dăunători.
Atenție: Conservele făcute în casă, mai ales cele de legume cu aciditate scăzută, de carne sau de pește, pot permite dezvoltarea bacteriei Clostridium botulinum, care produce o toxină foarte periculoasă. Nu consuma conserve cu capacul bombat, cu miros neobișnuit sau care fac spumă la deschidere. Dacă după consum apar vedere dublă, dificultăți la înghițire sau slăbiciune musculară, sună imediat la 112.
Microbiota umană
Corpul tău găzduiește un număr uriaș de microorganisme, mai ales în intestinul gros, pe piele și în gură. Ansamblul lor se numește microbiota. Estimările recente arată că numărul bacteriilor din corp este de același ordin de mărime cu numărul celulelor umane.
Microbiota intestinală are roluri bine documentate:
- descompune fibrele vegetale pe care enzimele noastre nu le pot digera;
- produce unele vitamine, de exemplu vitamina K;
- ocupă spațiul și resursele, ceea ce face mai greu de instalat bacteriile dăunătoare;
- contribuie la „antrenarea” sistemului imunitar în primii ani de viață.
Cercetarea în acest domeniu avansează rapid, dar multe afirmații din reclame depășesc dovezile actuale. O alimentație variată, bogată în legume, fructe, leguminoase și cereale integrale, este asociată cu o microbiotă diversă.
Microorganismele care produc boli
Doar o mică parte dintre microorganisme sunt patogene, adică pot produce boli. Bacteriile pot provoca, de exemplu, angina streptococică, tuberculoza sau infecțiile urinare; virusurile provoacă gripa, răceala sau rujeola; unele ciuperci microscopice produc infecții ale pielii și unghiilor.
Antibiotice și virusuri
Antibioticele acționează asupra bacteriilor, nu asupra virusurilor. Ele nu ajută la răceală sau la gripă, iar folosirea lor fără rost favorizează apariția bacteriilor rezistente, un exemplu de selecție naturală explicat în ghidul despre evoluția speciilor. Antibioticele se iau doar la recomandarea medicului și exact cum au fost prescrise.
Măsuri simple de protecție
- Spălatul pe mâini cu apă și săpun, cel puțin 20 de secunde, mai ales înainte de masă și după toaletă.
- Gătirea completă a cărnii, a ouălor și a peștelui.
- Separarea alimentelor crude de cele gătite și folosirea unor tocătoare diferite.
- Păstrarea alimentelor perisabile la frigider.
- Vaccinarea conform recomandărilor medicului de familie și ale autorităților de sănătate publice.
Informațiile din acest articol au caracter general și educativ și nu înlocuiesc consultul medical; pentru orice simptom persistent, adresează-te medicului de familie, iar în caz de urgență sună la 112.
Ultimele recomandări
Microorganismele sunt cele mai vechi și cele mai numeroase viețuitoare de pe Pământ. Ele descompun materia moartă și formează humusul, fixează azotul pentru plante, produc o mare parte din oxigen, trăiesc în parteneriat cu plantele, animalele și oamenii și ne dau iaurtul, pâinea, murăturile și brânzeturile. Doar o mică parte produc boli, iar împotriva lor avem igiena, vaccinurile și, pentru bacterii, antibioticele folosite corect. Pentru imaginea completă a lumii vii, citește ghidul general de biologie.
De reținut:
- microorganismele includ bacterii, arhee, ciuperci microscopice, protiste și alge; virusurile nu au celule;
- bacteriile se pot divide la 20–30 de minute în condiții ideale;
- bacteriile din nodozitățile leguminoaselor fixează azotul din aer;
- fermentația lactică dă iaurtul, murăturile și borșul;
- antibioticele nu acționează asupra virusurilor.
Întrebări frecvente
Toate bacteriile sunt dăunătoare?
Nu, marea majoritate a bacteriilor sunt inofensive sau utile. Doar o mică parte sunt patogene, iar multe altele sunt esențiale pentru sol, pentru digestie și pentru producerea alimentelor fermentate.
Care este diferența dintre bacterii și virusuri?
Bacteriile sunt celule vii complete, care se pot înmulți singure. Virusurile sunt mult mai mici, nu au celulă și se pot multiplica doar în interiorul celulelor altor organisme; de aceea antibioticele nu au efect asupra lor.
Mucegaiul de pe pâine este periculos?
Unele mucegaiuri produc toxine, iar filamentele lor pătrund adânc în alimentele moi, chiar dacă la suprafață vezi doar o pată. Pâinea și alimentele moi mucegăite se aruncă în întregime, nu doar partea vizibilă.
Ce microorganisme sunt în iaurt?
Iaurtul clasic este obținut cu două bacterii lactice, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus și Streptococcus thermophilus. Ele transformă lactoza din lapte în acid lactic, care îngroașă laptele și îi dă gustul acrișor.
Cum ajută microorganismele plantele?
Descompun materia organică și eliberează minerale, iar unele bacterii fixează azotul din aer în nodozitățile rădăcinilor de leguminoase. Multe ciuperci din sol formează asocieri cu rădăcinile, numite micorize, care ajută planta să absoarbă apă și fosfor.
