O que se estuda em microbiologia

A microbiologia é o ramo da biologia que estuda os micro-organismos. A palavra vem do grego mikros, que significa pequeno, e bios e logos, ciência da vida. Dessa forma, seu estudo abrange a identificação, modo de vida, fisiologia e metabolismo dos micro-organismos, além de suas relações com o meio ambiente e outras espécies.

A microbiologia surgiu a partir da criação do microscópio, inventado pelo holandês Antony Van Leeuwenhoek em 1674. Ele usou o equipamento para observar seres microscópicos em amostras de solo, saliva e fezes, chamando-os de “animálculos”. A descoberta de Leeuwenhoek deu origem a um importante debate sobre as origens do surgimento de vida na Terra.

A teoria da abiogênese, ou teoria da geração espontânea, teve Aristóteles como seu defensor mais famoso e foi considerada válida até o século XIX. Segundo essa teoria, os “animálculos” seriam resultado da decomposição de plantas e tecidos animais. Os defensores dessa escola acreditavam que a vida surgia a partir de objetos inanimados.

A descoberta do microscópio e outros estudos da microbiologia permitiram o surgimento da teoria da biogênese, que passou a se contrapor à ideia de que a matéria bruta poderia originar um novo ser. Segundo essa teoria, todos os seres vivos surgem a partir de outros seres vivos preexistentes, isto é, “animálculos” já existentes dariam origem a novos “animálculos”. Os estudos mais marcantes realizados para explicar essa teoria foram feitos por Francesco Redi, em 1668, e por Louis Pasteur, em 1862, descartando permanentemente a teoria da abiogênese.

Os micro-organismos, chamados genericamente de “germes” e “micróbios”, são seres microscópicos, muitos deles invisíveis a olho nu, e que apresentam uma diversidade surpreendente de estrutura e modos de vida. Bactérias, fungos, protozoários, vírus e algas integram o conjunto dos micro-organismos.

Com essa diversidade de espécies, os micro-organismos foram os únicos seres que se adaptaram a todos os lugares do planeta: estão no ar, no fundo do mar, no subsolo, e até dentro de nós. “Existem mais células de bactérias no nosso corpo do que células humanas”, diz o microbiologista Jacyr Pasternak, do Hospital Albert Einstein, em São Paulo.

Importância dos micro-organismos

Embora sejam as menores formas de vida, os micro-organismos constituem a maior parte da biomassa da Terra e executam muitas reações químicas essenciais para os outros organismos. Além disso, seres humanos, plantas e animais são intimamente dependentes da atividade microbiana para a reciclagem de nutrientes e para a degradação da matéria orgânica. Portanto, os micro-organismos são extremamente importantes para o suporte e a manutenção da vida.

A microbiologia é uma área de estudos ampla, que permite a realização de diversas pesquisas. Os campos de atuação da microbiologia são: microbiologia médica, microbiologia farmacêutica, microbiologia ambiental, microbiologia de alimentos e microbiologia microbiana.

Microbiologia médica

A microbiologia médica tem como foco de estudo os micro-organismos patogênicos. Sua atuação está relacionada com o controle e prevenção de doenças infecciosas.

Microbiologia farmacêutica

A microbiologia farmacêutica é voltada para o estudo dos micro-organismos que participam da realização de medicamentos, especialmente os antibióticos.

• Antibiótico despejado na natureza gera superbactéria, alerta ONU

A microbiologia ambiental, relacionada aos ciclos biogeoquímicos, possui como foco de estudo as bactérias e fungos que atuam na decomposição de matérias orgânicas e substâncias químicas encontradas na natureza.

Microbiologia de alimentos

A microbiologia de alimentos tem como objeto de estudo os micro-organismos utilizados na indústria alimentícia, com foco em inocuidade e vida útil dos alimentos, processamento de produtos tradicionais e desenvolvimento de novos produtos alimentícios, com atributos sensoriais adequados a diferentes públicos consumidores.

Microbiologia microbiana

A microbiologia microbiana foca seus estudos na manipulação genética e molecular dos micro-organismos.

De acordo com as suas características, os micro-organismos podem ser classificados em: procariontes ou eucariontes, autótrofos ou heterótrofos, e unicelulares ou pluricelulares.

Procariontes ou eucariontes

Os seres eucariontes possuem estruturas complexas, formadas por membranas internas, citoesqueleto e um núcleo. Já os procariontes não contém núcleo e outras organelas ligadas à membrana.

Autótrofos ou heterótrofos

Enquanto os organismos autótrofos produzem seu próprio alimento utilizando a luz ou reações químicas inorgânicas, os heterótrofos dependem das moléculas orgânicas elaboradas por autótrofos para obter energia e completar sua cadeira respiratória.

Organismos unicelulares são formados por apenas uma célula e os pluricelulares por uma diversidade de células.

Exemplos

• Bactérias são micro-organismos eucariontes e unicelulares. Apesar de existirem bactérias autótrofas, a grande maioria é heterótrofa e se nutre de substâncias produzidas por outros seres vivos.
• Os fungos são micro-organismos eucariontes, heterotrófos e podem ser unicelulares, como as leveduras, ou pluricelulares, como os cogumelos.
• As algas são micro-organismos eucariontes, autótrofos fotossintetizantes e podem ser unicelulares ou pluricelulares.
• Os protozoários são micro-organismos eucariontes, heterótrofos e unicelulares.
• Os vírus são micro-organismos acelulares e que não possuem metabolismo próprio. Por isso, todas as suas atividades são realizadas dentro de outro organismo.

Modos de vida

Os micro-organismos são divididos em diferentes grupos, conforme seu modo de vida, podendo ser sapróbios, parasitas ou simbiontes.

Sapróbios

Conhecidos como micro-organismos recicladores, os sapróbios são decompositores de substâncias orgânicas mortas, e comensais, ou seja, mantêm associações sem benefícios ou malefícios detectáveis.

• Fungos e bactérias são os principais micro-organismos decompositores de matéria orgânica.
• Um exemplo de comensalismo pode ser observado no solo entre fungos e bactérias. A glicose, produzida a partir da degradação da celulose pelos fungos, é aproveitada por algumas bactérias.

Parasitas

Os parasitas são micro-organismos que causam danos às células vivas de outros organismos, podendo se manifestar em diferentes graus. São eles:

• Parasitismo obrigatório: há uma completa dependência do hospedeiro para a sua sobrevivência;
• Parasitismo múltiplo: o micro-organismo possui múltiplos hospedeiros;
• Parasitismo facultativo: podem apresentar dois hábitos de vida, sobrevivendo tanto dentro de um hospedeiro (hábito de vida parasitário) como fora dele (hábito de vida livre);
• Hiperparasitismo: condição em que um segundo parasita se desenvolve em um primeiro parasita;

Simbiontes

Micro-organismos que se associam a longo prazo, podendo ser uma relação benéfica para ambos os indivíduos ou não. Essas associações podem ser mutualísticas ou antagônicas.

Simbiose mutualística

A simbiose mutualística é uma relação benéfica onde há interação morfológica e física entre os micro-organismos. Os líquens são um exemplo dessa associação, que ocorre entre fungos e algas ou cianobactérias e fungos. Enquanto as algas e as cianobactérias fornecem compostos orgânicos aos fungos, estes lhes garantem um ambiente mais propício à sobrevivência, uma vez que lhes fornecem proteção.

Simbiose antagônica

A simbiose antagônica é uma relação onde um dos micro-organismos é prejudicado em detrimento do outro. Fungos que produzem substâncias antibióticas inibindo o crescimento de bactérias são um exemplo dessa associação.

Micro-organismos patogênicos

São micro-organismos capazes de produzir doenças infecciosas em seus hospedeiros nas condições favoráveis à sua sobrevivência e desenvolvimento. Existem bactérias, fungos, vírus, protozoários e algas que se enquadram nessa classe.

Micro-organismos não patogênicos

São aqueles micro-organismos que estão à nossa volta participando de diversos processos da natureza e que não causam problemas de saúde. Em alguns casos, são até benéficos. Probióticos como os Lactobacillus são um exemplo dessa classe, já que o consumo desses micro-organismos vivos melhora o balanço microbiano em nosso trato gastrintestinal.

Conclusão

A microbiologia tem grande importância como ciência básica e aplicada. A ciência básica tem como destaque os estudos fisiológicos, bioquímicos e moleculares dos micro-organismos. Já a ciência aplicada foca seus estudos nos processos industriais, alimentícios e de controle de doenças ou pragas.

Apesar dos avanços da microbiologia nos últimos anos, estima-se que apenas um por cento de todas as espécies de micro-organismos existentes no planeta tenham sido catalogadas. Embora sejam objeto de estudo há mais de três séculos, ainda há muito espaço para o desenvolvimento desse campo tão importante.