Microorganismo

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Salmonela (Salmonella typhimurium), en rosa, en un cultivo de células humanas.

Un microbio (del griego científico μικρόβιος [microbios]; de μικρός [micrós], "pequeño", y βίος [bíos], ‘vida’;[1] ser vivo diminuto), también llamado microorganismo, es un ser vivo, o un sistema biológico, que solo puede visualizarse con el microscopio. La ciencia que estudia los microorganismos es la microbiología. Son organismos dotados de individualidad que presentan, a diferencia de las plantas y los animales, una organización biológica elemental.

El concepto de microorganismo es operativo y carece de cualquier implicación taxonómica o filogenética dado que engloba organismos unicelulares y pluricelulares no relacionados evolutivamente entre sí, tanto procariotas (como las bacterias), como eucariotas (como los protozoos), una parte de las algas y los hongos, e incluso entidades biológicas acelulares de tamaño ultramicroscópico, como los virus o los priones. Estos últimos generalmente no son considerados seres vivos y por lo tanto no son microorganismos en sentido estricto; no obstante, también están incluidos en el campo de estudio de la microbiología.

Los microbios tienen múltiples formas y tamaños. Si un virus de tamaño promedio tuviera el tamaño de una pelota de tenis, una bacteria sería del tamaño de media cancha de tenis y una célula eucariota sería como un estadio entero de fútbol.[cita requerida]

Algunos microorganismos son patógenos y causan enfermedades a personas, animales y plantas, algunas de las cuales han sido un azote para la humanidad desde tiempos inmemoriales. No obstante, la inmensa mayoría de los microbios no son en absoluto perjudiciales y bastantes juegan un papel clave en la biosfera al proporcionar oxígeno (algas y cianobacterias), y, otros, descomponer la materia orgánica, mineralizarla y hacerla de nuevo accesible a los productores, cerrando el ciclo de la materia.

Historia del descubrimiento de los microorganismos[editar]

Antonie van Leeuwenhoek, el primer microbiólogo y el primero en observar microorganismos usando un microscopio.
Lazzaro Spallanzani mostró que hirviendo un caldo detenía su descomposición.
Louis Pasteur mostró que los hallazgos de Spallanzani seguían incluso si el aire podía entrar a través de un filtro de partículas.
Robert Koch mostró que los microorganismos causaban enfermedades

Antonie van Leeuwenhoek (1632–1723) fue uno de los primeros en observar los microorganismos, utilizando microscopios de diseño propio.[2] Robert Hooke, un contemporáneo de Leeuwenhoek, también utilizó microscopios para observar la vida microbiana; en su libro de 1665, Micrographia describió esas observaciones y acuñó el término de celula.

Antes del descubrimiento de los microorganismos de Leeuwenhoek en 1675, había sido un misterio por qué las uvas podían convertirse en vino, la leche en queso, o por qué los alimentos se echaban a perder. Leeuwenhoek no hizo la conexión entre estos procesos y los microorganismos, pero usando un microscopio estableció que no allí no había signos de vida que no fueran visibles a simple vista.[3] [4] El descubrimiento de Leeuwenhoek, junto con las observaciones posteriores de Spallanzani y Pasteur, terminaron con la antigua creencia de que la vida aparecía espontáneamente a partir de sustancias muertas durante el proceso de deterioro.

Lazzaro Spallanzani (1729–1799) encontró que hirviendo caldo lo esterilizaba, matando a los microorganismos en él. También encontró que los nuevos microorganismos sólo podían instalarse en un caldo si el caldo se exponía al aire.

Louis Pasteur (1822–1895) amplió los hallazgos de Spallanzani mediante la exposición de caldos hervidos al aire, en recipientes que contenían un filtro que evitaba que cualquier partícula pase al medio de crecimiento, y también en recipientes sin ningún filtro, que admitían aire a través de un tubo curvado que no permitiría que las partículas de polvo entrasen en contacto con el caldo. Hirviendo el caldo de antemano, Pasteur se aseguró de que no había [microorganismos] supervivientes en los caldos al comienzo del experimento.Nada crecía en los caldos en el curso del experimento de Pasteur. Esto significaba que los organismos vivos que crecían en estos caldos venían desde afuera, como esporas en polvo, en lugar de generarse espontáneamente en el caldo. Por lo tanto, Pasteur dio el golpe a la teoría de la generación espontánea dando apoyo a la teoría microbiana de la enfermedad.

En 1876, Robert Koch (1843–1910) estableció que los microorganismos pueden causar enfermedades. Encontró que la sangre del ganado que estaba infectado con ántrax siempre tenía un gran número de Bacillus anthracis.

Koch descubrió que podía transmitir el ántrax de un animal a otro, tomando una pequeña muestra de sangre del animal infectado e inyectándola en uno sano, que hacía que el animal enfermase. También descubrió que podía hacer crecer la bacteria en un caldo nutriente, luego lo inyectaba en un animal sano, y causaba la enfermedad. Basándose en estos experimentos, ideó los criterios para establecer una relación causal entre un microorganismo y una enfermedad, ahora conocidos como los postulados de Koch.[5] Aunque estos postulados no pueden aplicarse en todos los casos, conservan su importancia histórica en el desarrollo del pensamiento científico y todavía se utilizan hoy.[6]

El 8 de noviembre de 2013 se informó del descubrimiento de lo que pueden ser los primeros signos de vida en la Tierra: los fósiles completos más antiguos de una estera microbiana (asociada con arenisca en Australia occidental) que se estima que tienen 3480 millones de años.[7] [8]

Tipos de microbios[editar]

En los microbios están representados cuatro grupos de seres: bacterias, protozoos, hongos y algas.

Virus[editar]

Los virus son sistemas biológicos que presentan incluso tamaños ultramicroscópicos (los más pequeños y los de tamaños medianos solo se pueden observar mediante microscopio electrónico), los cuales pueden causar infecciones y solo se reproducen en células huésped. Los virus fuera de células huésped están en forma inactiva. Los virus constan de una cubierta protectora proteica o cápside que rodea el material genético. Su forma puede ser espiral, esférica o como células pequeñas, de tamaño entre 10 y 300 nm. Al tener un tamaño menor que las bacterias, pueden pasar filtros que permiten la retención de las mismas.

Al contrario que las bacterias y los protozoos parásitos, los virus contienen un solo tipo de ácido nucleico (ARN o ADN). No se pueden reproducir por sí solos, sino que necesitan de la maquinaria metabólica de la célula huésped para asegurar que su información genética pasa a la siguiente generación.

Al contrario que las bacterias, los virus no están presentes en el ser humano de manera natural (excepto como un elemento viral endógeno). Cuando las personas quedan afectadas por un virus, estos generalmente se eliminan del cuerpo humano mediante secreciones.

En las últimas décadas se han empezado a utilizar virus en medicina, por ejemplo para la debilitación de bacterias, la creación de antitoxinas, la utilización para librerías genómicas, como vectores en terapia génica, para la destrucción de células tumorales[9]

Micrococcus luteus.

Microorganismos procariotas[editar]

Las bacterias y las arqueas son microorganismos procariontes de forma esférica (cocos), de bastón recto (bacilos) o curvado (vibrios), o espirales (espirilos). Pueden existir como organismos individuales, formando cadenas, pares, tétradas, masas irregulares, etc. Las bacterias son una de las formas de vida más abundantes en la tierra. Tienen una longitud entre 0,4 y 14 μm. Consecuentemente solo se pueden ver mediante microscopio. Las bacterias se reproducen mediante la multiplicación del ADN, y división en dos células independientes; en circunstancias normales este proceso dura entre 30 y 60 minutos.

Cuando las condiciones del medio son desfavorables, cuando cambia la temperatura o disminuye la cantidad de los nutrientes, determinadas bacterias forman endosporas como mecanismo de defensa, caracterizadas por presentar una capa protectora resistente al calor, a la desecación, a la radiación y a la trituración mecánica y que protege la bacteria de manera muy eficiente. De esta manera, pueden soportar temperaturas elevadas, periodos de sequía, heladas, etc. Cuando las condiciones del medio mejoran, se desarrolla una nueva bacteria que continúa el crecimiento y la multiplicación.

Las bacterias tienen un papel funcional ecológico específico. Por ejemplo, algunas realizan la degradación de la materia orgánica, otras integran su metabolismo con el de los seres humanos.

Si bien algunas bacterias son patógenas (causantes de diversas enfermedades), una gran parte de ellas son inocuas o incluso buenas para la salud.

Algas Cianoficeas[editar]

Las algas cianoficeas o Cyanobacterias son bacterias capaces de realizar fotosíntesis oxigénica, cuyas células miden solo unos micrómetros (µm) de diámetro, pero son más grandes que la mayoría de las otras bacterias. Contienen la enzima ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa RuBisCO, que realiza la fijación del CO2.

Microorganismos eucariotas[editar]

Se denomina eucariotas a todas las células que tienen su material hereditario (su información genética) encerrado dentro de una doble membrana, la envoltura nuclear, que delimita un núcleo celular.

Hay tres tipos de microorganismos eucariotas, los protozoos (heterótrofos y sin pared celular), las algas microscópicas (autótrofos y con pared celular de celulosa) y los hongos microscópicos (heterótrofos y con pared celular de quitina).

Protistas[editar]

Los protozoos son microorganismos unicelulares eucarióticos cuyo tamaño va de 10-50 μm hasta más de 1 milímetro, y pueden fácilmente ser vistos a través de un microscopio. Son heterótrofos, fagótrofos, depredadores o detritívoros, a veces mixótrofos (parcialmente autótrofos), que viven en ambientes húmedos o directamente en medios acuáticos, ya sean aguas saladas o aguas dulces. La reproducción puede ser asexual por bipartición y también sexual por isogametos o por conjugación intercambiando material genético. En este grupo encajan taxones muy diversos con una relación de parentesco remota, que se encuadran en muchos filos distintos del reino protista, definiendo un grupo polifilético, sin valor en la clasificación de acuerdo con los criterios actuales.

Hongos[editar]

El reino Fungi incluye una variedad de especies macroscópicas que en absoluto encajan en la definición de microorganismo, pero también forma microscópicas, como las levaduras, que son campo de estudio de la microbiología. Además, numerosos hongos producen enfermedades infecciosas en animales y plantas y tienen un gran interés sanitario y agropecuario.

Microorganismos patógenos[editar]

Algunos microorganismos son capaces de penetrar y multiplicarse en otros seres vivos, a los que perjudican, originando una infección; son los denominados microorganismos patógenos. Los problemas que causa una infección dependen del tipo de patógeno, el modo en que se transfiere, dosis o concentración de patógenos, persistencia de los microorganismos y la resistencia del organismo infectado.

La dosis de infección significa el número de microorganismos. Esta dosis es muy baja para los virus y protozoos parásitos. La persistencia de los microorganismos depende del tiempo viable de los microorganismos cuando no se encuentran en el huésped humano. Por ejemplo, las bacterias son generalmente menos persistentes mientras los quistes de los protozoos son los más persistentes.

Los jóvenes, personas mayores y enfermos de otras patologías son los menos resistentes a las enfermedades y por lo tanto son más frágiles. Cuando una persona es infectada, los patógenos se multiplican en el huésped, y esto supone un riesgo de infección o enfermedad. No todas las personas infectadas por patógenos enferman. Las personas que enferman pueden contagiar y extender la enfermedad mediante las secreciones y mediante contacto directo de alguna manera con la mucosa del infectado.

Métodos de cultivo[editar]

Existen dos grandes clasificaciones en cuanto a los métodos de cultivo de microorganismos: aerobios y anaerobios. Normalmente, se incuban en condiciones aerobias, es decir, en condiciones atmosféricas normales; esta técnica es la más sencilla. Con ella proliferan del mismo modo microorganismos aerobios y anaerobios facultativos. Sin embargo, algunas bacterias aisladas tan solo se reproducen en condiciones de estricta anaerobisis. Así pues, hay que recurrir a un medio de cultivo en el que previamente ha sido eliminado todo el oxígeno atmosférico y ha sido substituido por otro gas (nitrógeno).[10]

Referencias[editar]

  1. «microbio», Diccionario de la lengua española (vigésima segunda edición), Real Academia Española, 2001.
  2. Payne, A.S. The Cleere Observer: A Biography of Antoni Van Leeuwenhoek, p. 13, Macmillan, 1970
  3. Leeuwenhoek A (1753). «Part of a Letter from Mr Antony van Leeuwenhoek, concerning the Worms in Sheeps Livers, Gnats, and Animalcula in the Excrements of Frogs». Philosophical Transactions (1683–1775) 22 (260–276): 509-18. doi:10.1098/rstl.1700.0013. Consultado el 30 de noviembre de 2006. Uso incorrecto de la plantilla enlace roto (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial y la última versión).
  4. Leeuwenhoek A (1753). «Part of a Letter from Mr Antony van Leeuwenhoek, F. R. S. concerning Green Weeds Growing in Water, and Some Animalcula Found about Them». Philosophical Transactions (1683–1775) 23 (277–288): 1304-11. doi:10.1098/rstl.1702.0042. Consultado el 30 de noviembre de 2006. Uso incorrecto de la plantilla enlace roto (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial y la última versión).
  5. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1905 Nobelprize.org Consultado el 22 noviembre de 2006.
  6. O'Brien S, Goedert J (1996). «HIV causes AIDS: Koch's postulates fulfilled». Curr Opin Immunol 8 (5): 613-18. doi:10.1016/S0952-7915(96)80075-6. PMID 8902385. 
  7. Borenstein, Seth (13 de noviembre de 2013). «Oldest fossil found: Meet your microbial mom». Associated Press. Consultado el 15 de noviembre de 2013. 
  8. Noffke, Nora; Christian, Christian; Wacey, David; Hazen, Robert M. (8 de noviembre de 2013). «Microbially Induced Sedimentary Structures Recording an Ancient Ecosystem in the ca. 3.48 Billion-Year-Old Dresser Formation, Pilbara, Western Australia». Astrobiology (journal) 13 (12): 1103-24. doi:10.1089/ast.2013.1030. PMC 3870916. PMID 24205812. Consultado el 15 de noviembre de 2013. 
  9. http://cancerresearchjournal.com/2008/03/13/yale-uses-rabies-related-virus-to-target-brain-tumor
  10. E.Wiesmann (1982). Microbiología Médica. Salvat. p. 452. ISBN 3-13-444804-1. 

Bibliografía[editar]

  • Ganten D., Deichmann T., Thilo S. 2004. Vida, naturaleza y ciencia. Editorial Santillana, Madrid.