Actividad ¿Qué es la microbiología y cuál es su campo de estudio?

1. ¿Qué es la microbiología y cuál es su campo de estudio?

La microbiología es la ciencia encargada del estudio y análisis de los microorganismos y sus actividades: Su forma, estructura, fisiología, reproducción, metabolismo e identificación.

El objetivo de la Microbiología es comprender las actividades perjudiciales y beneficiosas de los microorganismos y mediante esta comprensión, diseñar la manera de aumentar los beneficios y reducir o eliminar los daños.

Por microorganismo  entendemos cualquier organismo vivo que no sea visible a simple vista. Esta definición operativa no incluye los hongos, tanto inferiores como superiores, ni las algas aunque ambos grupos son considerados microorganismos porque su organización es esencialmente unicelular (las células que los constituyen mantienen un alto grado de autonomía entre sí). Por otra parte, organismos pluricelulares pueden ser de tamaño tan pequeño que entren dentro de la definición anterior sin dejar por ello de ser estructuralmente tan complejos como cualquier animal superior. Por tanto, esta ciencia estudia los virus (submicroscópicos, no celulares), los organismos procariotas, microorganismos eucariotas, incluso multicelulares (algas, hongos, protozoos) y para ello, reúne disciplinas muy variadas: parasitología, micología e inmunología.

1. Menciona en forma sintética la importancia de los microorganismos

Los microorganismos se relacionan constantemente con el ambiente que los rodea y tienen un papel protagónico en los ciclos de los nutrientes dados en la naturaleza.

Son fuente de nutrientes en la base de todas las redes tróficas o, utilizan los nutrientes que encuentran y producen desechos que alteran  el ambiente de forma substancial. Esta alteración del ambiente puede tener valoraciones diferentes desde el punto de vista humano: por un lado, la alteración producida por ciertos grupos bacterianos o fúngicos son de interés en la producción de alimentos; mientras que las producidas por otros grupos dan lugar a procesos patológicos.  Ambos casos son de suma importancia para el hombre y participan en la regulación del ecosistema.

En industria alimentaria, no sólo se han diseñado nuevas estrategias para combatir a los microorganismos que contaminan los alimentos y causan enfermedades alimentarias sino que muchos de ellos son básicos en la producción de alimentos

En la industria farmacéutica y biotecnológica los microorganismos son clave para la obtención a bajo costo y en grandes cantidades de metabolitos (aminoácidos, vitaminas, enzimas, antibióticos, compuestos orgánicos, promotores de crecimiento vegetal), producción de organismos transgénicos y en el desarrollo de técnicas con DNA recombinante e ingeniería genética.

En la agricultura no sólo causan enfermedades en plantas (fitopatógenos) sino que también pueden beneficiar a las plantas gracias a procesos simbióticos que le permiten a éstas tomar los nutrientes presentes en el medio con mayor facilidad o el control de plagas gracias al uso de bacterias. También gracias a los microorganismos se han desarrollado a través de ingeniería genética plantas transgénicas resistentes a enfermedades y con niveles de producción elevados respecto a las plantas silvestres.

Con el aumento de la población y el desarrollo tecnológico también se elevan los niveles de contaminación en fuentes de aguas y suelos, derrames de crudo y compuestos recalcitrantes o metales pesados los cuales son muy difíciles de remover y degradar pero gracias a la amplia actividad metabólica microbiana muchos microorganismos usan esos compuestos como sustrato ofreciéndole al hombre otra aplicación vital para la conservación y restauración del medio ambiente, la biorremediación.

1. ¿Existe la generación espontánea?. ¿Quiénes estaban a favor y quienes en contra?

Una de las preocupaciones más antiguas del ser humano es saber cómo se originó la vida. A lo largo de los años, el hombre siempre se ha interesado por saber el origen de la vida en el planeta y ha planteado un sin fin de teorías.

El concepto de Generación Espontánea surgió con la idea de Aristóteles (384 a.C.- 322 a.c), quien afirmaba que “todo cuerpo seco que se vuelve húmedo y todo cuerpo húmedo que se seca engendran animales”. A modo de síntesis, se podría decir que la generación espontánea es una antigua teoría biológica que sostenía que ciertas formas de vida (animal y vegetal) surgen de manera espontánea a partir ya sea de materia orgánica, inorgánica o de una combinación de las mismas.

Esta teoría, que al día de hoy se sabe con certeza es falsa, tuvo, a lo largo de la historia, diversos personajes que estuvieron a favor y en contra de ella:

Muchos fueron los creyentes y seguidores de esta teoría a lo largo de la historia, pero entre ellos podemos destacar a Jan Baptista van Helmont(1579-1644), famoso científico holandés quien propuso la “Infalible receta para crear ratones en 21 días", sosteniendo que las criaturas tales como los piojos, garrapatas, pulgas, y gusanos, son nuestros huéspedes y vecinos, pero nacen de nuestras entrañas y excrementos.

Por otra parte, John Turberville Needham, sacerdote inglés que experimentó hirviendo caldo de cordero cerrando fuertemente los matraces y observando, tras un período de incubación,  que muchos de ellos estaban turbios y contenían microorganismos. Este investigador pensó que el aire poseía una fuerza vital (vitalismo) que podía conferir propiedades vitales a la materia muerta.

Entre los grandes opositores a la teoría de la generación espontánea y uno de los primeros en desafiarla fue Francesco Redi (1621-1697), médico italiano que propuso un experimento para refutar la teoría. Colocó un trozo de carne en tres frascos, el primero lo dejó abierto, el segundo fue tapado con un corcho, y el tercero fue sellado perfectamente con un trozo de tela. Después de unas semanas observó que el primer frasco tenía larvas y el segundo y tercer frasco contenían carne podrida y con mal olor, pero sin larvas. Un segundo experimento en el que usaba dos frascos, uno abierto y otro con mosquitero, logró que identificara cómo las moscas se posaban en la carne y depositaban los huevos de larvas. Desafortunadamente los científicos de su época lo desecharon argumentando la falta de aire en algunos frascos y al no poder circular, los resultados habían sido distintos.

Tiempo después Lazzaro Spallanzani (1729-1799), naturalista e investigador italiano repitió los experimentos de Needham. Spallanzani tuvo particular cuidado al hervir las mezclas y al llenar los frascos. Usó corchos para tapar la mitad de los frascos y selló herméticamente la otra mitad de los otros. Spallanzani observó que los seres vivientes aparecieron solamente en los frascos tapados con corcho. Presentó este experimento como evidencia de que no hay generación espontánea abriendo camino a Pasteur, en 1769.

Louis Pasteur (1822-1895), un microbiólogo y químico francés fue el primero en realizar  una serie de experimentos sencillos e irrefutables que terminaron con la creencia en la generación espontánea: utilizó dos frascos de cuello de cisne, en cada uno de ellos metió cantidades iguales de caldo de carne  y los hizo hervir para poder eliminar los posibles microorganismos presentes en el caldo. La forma de "S" era para que el aire pudiera entrar y que los microorganismos se quedasen en la parte más baja del tubo. Pasado un tiempo observó que ninguno de los caldos presentaba señales de la presencia de microorganismos y cortó el tubo de uno de los matraces. El matraz abierto tardó poco en descomponerse, mientras que el cerrado permaneció en su estado inicial. Pasteur demostró así que los microorganismos tampoco provenían de la generación espontánea. Gracias a Pasteur, la idea de la generación espontánea fue desterrada del pensamiento científico y a partir de entonces se aceptó de forma general el principio que decía que todo ser vivo procede de otro ser vivo.

1. Se mencionan cuatro métodos de esterilización: cuáles son?

Los métodos mencionados son:

• Tindalización (esterilización por calentamiento discontinuo)
• Esterilización por ebullición
• Pasteurización
• Esterilización por autoclave

1. ¿Cómo ocurren las fermentaciones?

El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder reoxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente.

En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no intervienen las mitocondrias ni la cadena respiratoria. Son propias de los microorganismos, como algunas bacterias y levaduras. También se produce la fermentación en la mayoría de las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que mueren rápidamente si no pueden realizar la respiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular.

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