Biologia per il liceo/Le monere

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  18. Principali sistemi e apparati negli animali
  19. Sistema nervoso e endocrino
  20. Apparato digerente e Sistema escretore
  21. I tessuti
  22. L'alimentazione

I batteri sono stati i primi organismi a comparire nella storia della Terra. La loro cellula, piccola (1-10 micron) e semplice, è definita cellula procariote.

Le recenti analisi molecolari hanno individuato due tipologie di batteri: gli archebatteri e gli eubatteri.

Si sono adattati a vivere (evoluti) in diversi ambienti e perciò abbiamo le seguenti tipologie:

  • Chemioautotrofi: usano l'energia ricavata da reazioni chimiche e il carbonio presente nell'anidride carbonica atmosferica. (es. Nitrosomonas, Nitrobacter e i batteri sulfurei che vivono nei camini idrotermali)
  • Chemioeterotrofi: usano l'energia ricavata da reazioni chimiche e il carbonio presente nei composti organici (come gli animali).
  • Fotoautotrofi: usano l'energia ricavata dalla luce e il carbonio presente nell'anidride carbonica atmosferica (come le piante). Es. i cianobatteri (Nostoc).
  • Fotoeterotrofi: usano l'energia ricavata dalla luce e il carbonio presente nei composti organici.
Fonte di energia
Sostanza chimica Luce
Fonte di carbonio CO2 chemioautotrofi Fotoautotrofi
Composti organici chemioeterotrofi chemioautotrofi

La cellula procariote è semplice e non ha un nucleo ben definito. Il materiale nucleare, costituito da un cromosoma circolare e alcuni pezzetti di DNA, è in circolazione all'interno del citoplasma, questi ultimi prendono il nome di plasmidi.

Struttura esterna e interna[modifica]

Struttura di un batterio

La cellula procariote caratterizza le cellule dei batteri e non ci sono sostanziali differenze tra quella degli archebatteri e quella degli eubatteri. Le principali strutture che caratterizzano le cellule procariote sono:

  • Parete cellulare: da la forma alla cellula e la protegge. Quella degli eubatteri contiene peptidoglicano (peptidi+zuccheri). Negli eubatteri inoltre la parte può avere due strutture diverse, e di conseguenza si può colorare in due modi diversi secondo la colorazione di Gram, distinguendo i batteri in Gram-positivi (blu-violetto) e Gram-negativi (rosso).
  • Capsula: è esterna alla parete e presente solo in alcuni batteri. Permette di aderire al substrato o di difendersi dagli attacchi del sistema immunitario.
  • Pili: sono delle estroflessioni simili a peli che permettono al batterio di aderire al substrato o di unirsi tra loro. In alcuni casi consente loro di scambiare plasmidi (piccoli anelli di DNA).
  • Flagelli: alcuni sono muniti di queste estroflessioni mobili che permette loro di muoversi.
  • Membrana cellulare: formata, come tutte le membrane, da un doppio strato di fosfolipidi.
  • Citoplasma: la regione interna, priva di nucleo e/o organelli, che contiene principalmente il genoma ed i ribosomi. Un cromosoma procariote è solitamente una molecola circolare. Anche senza un vero nucleo, il DNA è condensato in un nucleoide. I procarioti possono avere elementi di DNA extracromosomico chiamati plasmidi, che sono solitamente circolari (come piccoli anelli) e che possono apportare capacità aggiuntive come la resistenza agli antibiotici.

Morfologia[modifica]

In base alla forma possono essere classificati in modo diverso

  • cocchi: hanno una forma quasi sferica (strepto-cocchi se in catene, stafilo-cocchi se in grappolo)
  • bacilli: il diametro è più lungo che nei cocchi, sono leggermente allungati. A forma di bastoncino.
  • vibrioni: a forma di virgola
  • spirilli/spirochete: forma elicoidale, a "molla".

Riproduzione[modifica]

I batteri si riproducono per divisione diretta, pertanto il cromosoma circolare si duplica e si distribuisce su due cellule figlie; ogni volta che si riproducono, si raddoppiano. Questa velocità di riproduzione rende più probabili le mutazioni.

I batteri, pur riproducendosi asessualmente (replicazione batterica), riescono a scambiarsi le informazioni per resistere agli antibiotici medianti i pezzi di DNA (plasmidi) che sono extracromosomici. I plasmidi favoriscono il riassortimento genetico.

Esistono tre modalità secondo cui i due batteri riescono a scambiarsi informazioni genetiche, ciò garantisce la variabilità genetica:

  1. Trasformazione batterica: i batteri trovano nell'ambiente circostante del materiale genetico di altri batteri andati in decomponimento, lo assimilano e quindi si trasformano
  2. Coniugazione: i due batteri si avvicinano e mediante un pili di coniugazione, che permette il passaggio dei plasmidi, si scambiano le informazioni di resistenza agli antibiotici. Prima di donare i plasmidi, il batterio si duplica.
  3. Trasduzione: è il passaggio di DNA da un battere ad un altro tramite un fago (virus che infetta i batteri).

In condizioni favorevoli i batteri si riproducono molto velocemente per scissione binaria (mediamente ogni 1-3 ore). In condizioni sfavorevoli sono in grado di produrre una cellula specializzata detta endospora, in grado di sopravvivere per molto tempo anche in ambienti estremi.

Archebatteri[modifica]

Si ipotizza siano stati i primi batteri a colonizzare il pianeta Terra, poiché molte specie vivono in ambienti estremi: molto caldi, molto freddi, molti salati, o con pH estremi. Sono inoltre molto abbondanti nell'ambiente marino (al pari degli eubatteri). Si riportano qui alcuni gruppi importanti.

Batteri alofili[modifica]

Sono batteri in grado di vivere in ambienti molto salati (alos = sale), ad esempio nelle saline o nei laghi salati. Conferiscono un tipico colore rosa a queste acque.

Batteri termofili[modifica]

Vivono in ambienti molto caldi, anche superiori a 100°. Sono per esempio i batteri che vivono nelle sorgenti termali, anche sottomarine.

Batteri metanogeni[modifica]

Sono batteri che vivono in ambienti anaerobi (privi di ossigeno) e producono metano come rifiuto. Si trovano ad esempio nei fondali di laghi e paludi dove c'è materiale organico in decomposizione, ma anche nell'apparato digerente degli animali.

Eubatteri[modifica]

Rappresentano la maggior parte dei batteri comunemente noti.

I batteri hanno colonizzato ambienti molto diversi e quindi diversi modi di procurarsi materia ed energia. Nelle foto della galleria sono rappresentati alcuni batteri famosi.

Batteri patogeni[modifica]

Sono i batteri che causano le malattie. Circa metà delle malattie umane sono causate da batteri. In genere a causare la malattia è la tossina rilasciata dal battere. Gli antibiotici sono sostanze che uccidono i batteri, in genere danneggiando la loro parete. Però molti batteri hanno sviluppato una resistenza, per cui le industrie farmaceutiche sono sempre alla ricerca di nuovi antibiotici efficaci.

Batteri utili[modifica]

Molti batteri sono utili all'ambiente e al nostro organismo. Ad esempio alcuni batteri vivono sulla nostra pelle e aiutano a mantenerla sana, altri vivono nel nostro intestino e producono sostanze utili (vitamine). Negli ecosistemi hanno un ruolo importante, assieme ai funghi, come decompositori della materia organica.

Cianobatteri[modifica]

Detti anche alghe verdi-azzurre o alghe azzure, sono batteri fotosintetici ed è stato grazie alla loro attività che la composizione atmosferica iniziò a cambiare circa 2,5 miliardi di anni fa, rifornendola di ossigeno.