I batteri: spiegazione semplice

I PROCARIOTI

I batteri sono il gruppo più vario e abbondante di organismi sulla Terra. Vivono in quasi tutti gli ambienti. Essi si trovano nell'oceano, nel suolo e nell'intestino degli animali. Si trovano persino nelle rocce in profondità sotto la crosta terrestre. È probabile che qualsiasi superficie che non è stata sterilizzata sia ricoperta di batteri. Se cerchi una spiegazione semplice sui batteri, qui l'hai trovata. Esistono diversi tipi di batteri. Vediamo i principali.

I batteri: spiegazione semplice - cianobatteri

I cianobatteri sono di colore verde bluastro in quanto contengono clorofilla. I cianobatteri infatti, sono fotosintetici, proprio come le piante e rilasciano ossigeno nell'aria. Probabilmente, sono i responsabili dell'incremento di ossigeno nell'aria negli stadi iniziali della Terra. Questo ha cambiato l'atmosfera del pianeta e ha permesso lo sviluppo di nuove forme di vita. I cianobatteri antichi si sono poi evoluti nei cloroplasti delle cellule vegetali.

Migliaia di specie di batteri sono state scoperte e si pensa che molte altre siano ancora da scoprire. Le specie conosciute possono essere classificato sulla base di varie caratteristiche. Una classificazione si basa sulle differenze nelle loro pareti cellulari e divide i batteri in
Gram positivi e Gram-negativi.

Gli Archea

Gli Archaea sono un gruppo di batteri relativamente ancora poco conosciuto. Ciò è in parte dovuto al fatto che è difficile farli crescere in laboratorio. Gli Archaea furono scoperti per la prima volta in ambienti estremi. Ad esempio, alcuni sono stati trovati nelle sorgenti calde, oppure in acque molto profonde. Tali Archaea sono chiamati estremofili.

I luoghi in cui alcuni di loro vivono sono simili alle condizioni del pianeta Terra alle sue origini. Questo suggerisce che potrebbero essersi evoluti molto presto nella storia della Terra.

Struttura dei procarioti

La maggior parte delle cellule procariotiche sono più piccole delle cellule eucariotiche. Anche se minuscole, le cellule procariotiche possono essere distinte in base alla loro forma. Le forme più comuni sono spirilli, cocchi e bastoncelli.

Membrana plasmatica e parete cellulare

Come le altre cellule, anche le cellule procariotiche hanno una membrana plasmatica. La membrana controlla ciò che entra e ciò che esce dalla cellula. È anche il sito di molte reazioni metaboliche. Ad esempio, hanno luogo la respirazione cellulare e la fotosintesi nella membrana plasmatica.

La maggior parte dei procarioti ha anche una parete cellulare. Si trova appena al di fuori della membrana plasmatica. Dà forza e rigidità alla cellula. I batteri e gli Archaea differiscono nella composizione della loro parete cellulare. La parete cellulare dei batteri contiene peptidoglicano
(composto da zuccheri e amminoacidi). La parete cellulare della maggior parte degli Archaea manca di peptidoglicano.

Citoplasma e strutture cellulari

All'interno della membrana plasmatica delle cellule procariotiche è presente il citoplasma. Contiene diverse strutture, tra cui ribosomi, citoscheletro e materiale genetico. I ribosomi sono siti in cui vengono prodotte le proteine. Il citoscheletro aiuta la cellula a mantenere la sua forma. Il materiale genetico è solitamente un singolo filamento di DNA. Ci può anche essere piccolo, filamento circolaredi DNA, chiamato plasmide.

Strutture extracellulari

Molti procarioti hanno uno strato extracellulare, chiamato capsula, al di fuori della parete cellulare. La capsula protegge la cellula da prodotti chimici e disidratazione. Permette inoltre alla cellula di aderire alle superfici e ad altre cellule. Per questo motivo, molti procarioti possono formare biofilm. Un biofilm è una colonia di procarioti che è ancorata su una superficie come una roccia o i tessuti di un ospite.
La maggior parte dei procarioti ha anche strutture proteiche lunghe e sottili chiamate
flagelli (singolare, flagello). Si estendono dalla membrana plasmatica. I flagelli aiutano i procarioti a muoversi. Girano intorno a una base fissa, causando l'avanzamento della cellula batterica. Nei procarioti possono essere presenti uno o più flagelli.

Endospore

Molti organismi formano spore per la riproduzione. Alcuni procarioti formano spore anche per sopravvivere a condizioni avverse. Sono chiamate endospore.
Si formano all'interno delle cellule procariotiche quando sono sotto stress, ad esempio in seguito all'esosizione a raggi UV, alta temperatura o prodotti chimici aggressivi. Le endospore racchiudono il DNA e lo aiutano a sopravvivere in condizioni che possono uccidere la cellula. Le endospore si trovano comunemente nel suolo e nell'acqua., dove possono sopravvivere per lunghi periodi di tempo.

I batteri: spiegazione semplice - metabolismo dei procarioti

Come tutti gli esseri viventi, i procarioti hanno bisogno di energia e di una fonte di carbonio per vivere. Soddisfano questi bisogni in vari modi. Infatti, i procarioti hanno praticamente tutti i possibili tipi di metabolismo. Possono ottenere energia dalla luce (fotosintesi) o dai composti chimici (chemiosintesi). Possono ottenere carbonio da anidride carbonica (autotrofi) o da altri esseri viventi (eterotrofi).

La maggior parte dei procarioti sono chemioeterotrofi. Dipendono da altri organismi sia per l'energia che per il carbonio. Molti svolgono ruoli fondamentali come decompositori, degradando la sostanza organica e permettendo così di riciclare carbonio e azoto. I fotoautotrofi sono produttori importanti. Sono particolarmente importanti in ecosistemi acquatici

Habitat dei procarioti

Gli habitat dei procarioti possono essere classificati sulla base alla presenza dell'ossigeno, fattori determinante per la maggior parte degli organismi.

• I procarioti aerobici hanno bisogno di ossigeno. Lo usano per la respirazione cellulare. Un esempio è il batterio che causa la tubercolosi, malattia che infetta i polmoni umani.
• I procarioti anaerobici non hanno bisogno di ossigeno. Usano la fermentazione o altri metodi alternativi nei quali l'ossigeno non è richiesto. Alcuni di essi non possono tollerare l'ossigeno. Un esempio è un batterio che infetta ferite e uccide i tessuti, causando una condizione chiamata cancrena.

Riproduzione nei procarioti

Le cellule di procariote crescono fino a una certa dimensione. Quindi si dividono attraverso la scissione binaria.

Scissione binaria

La scissione binaria è un tipo di riproduzione asessuata. Si verifica quando una cellula genitore si divide in due cellule figlie identiche. Ciò può comportare una crescita demografica molto rapida. Ad esempio, in condizioni ideali, le popolazioni batteriche possono addoppiare ogni 20 minuti.

Trasferimento genetico

Nella riproduzione asessuata, tutti i figli sono esattamente uguali tra di loro e ai genitori. Questo è un grande svantaggio perchè la mancanza di variazioni genetiche aumenta il rischio di estinzione. Senza variabilità genetica, potrebbero non esserci organismi che possono sopravvivere a un cambiamento nell'ambiente.
I procarioti hanno un altro modo per aumentare la variazione genetica. È chiamato trasferimento genetico.

Può avvenire in due modi.
Un modo è quando le cellule "afferrano" pezzi di DNA vaganti dal loro ambiente. L'altro modo è quando le cellule si scambiano direttamente il DNA (solitamente plasmidi) con altre cellule. Il trasferimento genetico rende i batteri molto utili nelle biotecnologie. Esso può essere usato per creare cellule batteriche che trasportano un nuovo gene all'interno di un organismo, per modificarlo geneticamente.

Batteri e umani

I batteri e gli esseri umani hanno molte relazioni importanti. I batteri rendono le nostre vite più facili in molti modi.
Infatti, non potremmo sopravvivere senza di loro. D'altra parte, i batteri possono anche farci ammalare, causando malattie a volte mortali.

Benefici dei batteri

I batteri forniscono servizi ecosistemici vitali. Sono importanti decompositori. Sono anche necessari per il ciclo del carbonio e dell'azoto. Ci sono miliardi di batteri all'interno dell'intestino umano. Aiutano a digerire il cibo, a sintetizzare vitamine, e giocano altri ruoli importanti. Gli esseri umani usano anche i batteri in molti altri modi, tra cui:
• Creazione di prodotti, come etanolo ed enzimi
• Produzione di farmaci, come antibiotici e vaccini
• Produrre biogas, come il metano
• Pulizia di fuoriuscite di petrolio e rifiuti tossici
• Uccisione di parassiti delle piante
• Trasferimento di geni normali in cellule umane in terapia genica
• Alimenti fermentati (birra, vino, yogurt, pane)

Batteri e malattie

La maggior parte dei batteri presenti nell'organismo umano è innocua. Però, i batteri possono anche causare malattie. Esempi di malattie batteriche sono il tetano, la sifilide e l'intossicazione alimentare.

I batteri possono trasmettersi direttamente da una persona all'altra. Ad esempio, possono diffondersi toccando, tossendo, o starnutendo. Possono anche diffondersi attraverso cibo, acqua o oggetti.
Un altro modo in cui i batteri e altri agenti patogeni possono diffondersi è da vettori. Un vettore
è un organismo che diffonde agenti patogeni. Gli insetti sono i vettori più comuni di malattie umane.

Ad esempio la malattia di Lyme è causata da batteri che normalmente infettano i piccoli mammiferi selvatici, come i topi. Una zecca morde un topo e raccoglie i batteri. Quindi può mordere un essere umano e tramettere i batteri all'uomo attraverso il morso.

Come combattere i batteri

I batteri nel cibo o nell'acqua di solito possono essere uccisi riscaldando ad una temperatura elevata (generalmente, almeno 71 °C ).
I batteri su molte superfici possono essere uccisi con candeggina o altri disinfettanti. Le infezioni batteriche nelle persone possono essere trattate con farmaci antibiotici.

Gli antibiotici hanno salvato molte vite; tuttavia, l'abuso e l'uso eccessivo dei farmaci hanno portato allo sviluppo di resistenze agli antibiotici da parte dei batteri.
Alcuni ceppi di batteri sono ora resistenti ai più comuni antibiotici. Queste infezioni sono molto difficili da trattare.