La microbiologie étudie l'identification, le mode de vie, la physiologie et le métabolisme des micro-organismes
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La microbiologie est la branche de la biologie qui étudie les micro-organismes. Le mot vient du grec mikros , qui signifie petit, et bios et logos , science de la vie. Ainsi, son étude couvre l'identification, le mode de vie, la physiologie et le métabolisme des micro-organismes, en plus de leur relation avec l'environnement et d'autres espèces.
Emergence de la microbiologie
La microbiologie est née de la création du microscope, inventé par le Néerlandais Antony Van Leeuwenhoek en 1674. Il a utilisé l'équipement pour observer des êtres microscopiques dans des échantillons de sol, de salive et d'excréments, les appelant "animálculos". La découverte de Leeuwenhoek a donné lieu à un débat important sur les origines de la vie sur Terre.
La théorie de l'abiogenèse, ou théorie de la génération spontanée, avait Aristote comme son défenseur le plus célèbre et était considérée comme valide jusqu'au 19e siècle. Selon cette théorie, les "animálculos" seraient le résultat de la décomposition des plantes et des tissus animaux. Les défenseurs de cette école croyaient que la vie provenait d'objets inanimés.
La découverte du microscope et d'autres études de microbiologie ont permis l'émergence de la théorie de la biogenèse, qui en est venue à s'opposer à l'idée que la matière brute pouvait engendrer un nouvel être. Selon cette théorie, tous les êtres vivants proviennent d'autres êtres vivants préexistants, c'est-à-dire que des «animations» existantes donneraient lieu à de nouvelles «animations». Les études les plus frappantes effectuées pour expliquer cette théorie ont été faites par Francesco Redi, en 1668, et par Louis Pasteur, en 1862, rejetant définitivement la théorie de l'abiogenèse.
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Que sont les micro-organismes
Les micro-organismes, appelés génériquement «germes» et «microbes», sont des êtres microscopiques, dont beaucoup sont invisibles à l'œil nu, et qui présentent une diversité surprenante de structures et de modes de vie. Les bactéries, les champignons, les protozoaires, les virus et les algues font partie de l'ensemble des micro-organismes.
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Avec cette diversité d'espèces, les micro-organismes étaient les seuls êtres qui se sont adaptés à tous les endroits de la planète: ils sont dans l'air, sur les fonds marins, sous terre et même en nous. «Il y a plus de cellules bactériennes dans notre corps que de cellules humaines», explique le microbiologiste Jacyr Pasternak, de l'hôpital Albert Einstein, à São Paulo.
Importance des microorganismes
Bien qu'ils soient les plus petites formes de vie, les micro-organismes constituent l'essentiel de la biomasse terrestre et effectuent de nombreuses réactions chimiques essentielles pour d'autres organismes. De plus, les humains, les plantes et les animaux sont étroitement dépendants de l'activité microbienne pour le recyclage des nutriments et pour la dégradation de la matière organique. Par conséquent, les micro-organismes sont extrêmement importants pour le soutien et le maintien de la vie.
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Domaines de microbiologie
La microbiologie est un vaste domaine d'étude, qui permet la conduite de plusieurs recherches. Les domaines d'activité de la microbiologie sont: la microbiologie médicale, la microbiologie pharmaceutique, la microbiologie environnementale, la microbiologie alimentaire et la microbiologie microbienne.
Microbiologie médicale
La microbiologie médicale se concentre sur les microorganismes pathogènes. Ses performances sont liées au contrôle et à la prévention des maladies infectieuses.
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Microbiologie pharmaceutique
La microbiologie pharmaceutique se concentre sur l'étude des micro-organismes participant à la production de médicaments, en particulier d'antibiotiques.
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Microbiologie environnementale
La microbiologie environnementale, liée aux cycles biogéochimiques, se concentre sur les bactéries et les champignons qui agissent sur la décomposition de la matière organique et des substances chimiques présentes dans la nature.
Microbiologie alimentaire
La microbiologie alimentaire fait l'objet d'études pour les micro-organismes utilisés dans l'industrie alimentaire, avec un accent sur la sécurité alimentaire et la durée de conservation, la transformation de produits traditionnels et le développement de nouveaux produits alimentaires, avec des attributs sensoriels adaptés à différents publics de consommateurs.
Microbiologie microbienne
La microbiologie microbienne concentre ses études sur la manipulation génétique et moléculaire des micro-organismes.
Classification des microorganismes
Selon leurs caractéristiques, les microorganismes peuvent être classés en: procaryotes ou eucaryotes, autotrophes ou hétérotrophes, unicellulaires ou multicellulaires.
Procaryotes ou eucaryotes
Les êtres eucaryotes ont des structures complexes, formées de membranes internes, d'un cytosquelette et d'un noyau. Les procaryotes, en revanche, ne contiennent pas de noyaux ni d'autres organites liés à la membrane.
Autotrophes ou hétérotrophes
Alors que les organismes autotrophes produisent leur propre nourriture en utilisant des réactions chimiques légères ou inorganiques, les hétérotrophes comptent sur des molécules organiques fabriquées par des autotrophes pour obtenir de l'énergie et compléter leur chaise respiratoire.
Unicellulaire ou multicellulaire
Les organismes unicellulaires sont formés par une seule cellule et les organismes multicellulaires par une diversité de cellules.
Exemples
- Les bactéries sont des microorganismes eucaryotes et unicellulaires. Bien que des bactéries autotrophes existent, la grande majorité sont hétérotrophes et se nourrissent de substances produites par d'autres êtres vivants.
- Les champignons sont des microorganismes eucaryotes, hétérotrophes et peuvent être unicellulaires, comme les levures, ou multicellulaires, comme les champignons.
- Les algues sont des microorganismes eucaryotes, des autotrophes photosynthétiques et peuvent être unicellulaires ou multicellulaires.
- Les protozoaires sont des microorganismes eucaryotes, hétérotrophes et unicellulaires.
- Les virus sont des microorganismes acellulaires qui n'ont pas leur propre métabolisme. Par conséquent, toutes ses activités sont menées au sein d'un autre organisme.
Mode de vie
Les micro-organismes sont divisés en différents groupes, selon leur mode de vie, et peuvent être des saprobes, des parasites ou des symbiotes.
Saprobes
Connus sous le nom de micro-organismes de recyclage, les saprobes sont des décomposeurs de substances organiques mortes et de commensaux, c'est-à-dire qu'ils maintiennent des associations sans avantages ni inconvénients détectables.
- Les champignons et les bactéries sont les principaux microorganismes qui décomposent la matière organique.
- Un exemple de commensalisme peut être observé dans le sol entre les champignons et les bactéries. Le glucose, produit à partir de la dégradation de la cellulose par les champignons, est utilisé par certaines bactéries.
Parasites
Les parasites sont des micro-organismes qui endommagent les cellules vivantes d'autres organismes et peuvent se manifester à des degrés différents. Sont-ils:
- Parasitisme obligatoire: il existe une dépendance totale de l'hôte pour sa survie;
- Parasitisme multiple: le micro-organisme a plusieurs hôtes;
- Parasitisme facultatif: ils peuvent présenter deux habitudes de vie, survivant à la fois à l'intérieur d'un hôte (habitude de vie parasitaire) et à l'extérieur (habitude de vie libre);
- Hyperparasitisme: état dans lequel un deuxième parasite se développe chez un premier parasite;
Symbiontes
Microorganismes qui sont associés sur le long terme, ce qui peut être une relation bénéfique pour les deux individus ou non. Ces associations peuvent être mutualistes ou antagonistes.
Symbiose mutualiste
La symbiose mutualiste est une relation bénéfique où il y a une interaction morphologique et physique entre les micro-organismes. Les lichens sont un exemple de cette association, qui se produit entre les champignons et les algues ou les cyanobactéries et les champignons. Alors que les algues et les cyanobactéries fournissent aux champignons des composés organiques, elles fournissent un environnement plus propice à la survie, car elles offrent une protection.
Symbiose antagoniste
La symbiose antagoniste est une relation où l'un des micro-organismes est lésé au détriment de l'autre. Les champignons qui produisent des substances antibiotiques qui inhibent la croissance des bactéries sont un exemple de cette association.
Microorganismes pathogènes
Ce sont des microorganismes capables de produire des maladies infectieuses chez leurs hôtes dans des conditions favorables à leur survie et à leur développement. Il existe des bactéries, des champignons, des virus, des protozoaires et des algues qui entrent dans cette classe.
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Micro-organismes non pathogènes
Ce sont ces micro-organismes qui sont autour de nous qui participent à différents processus de la nature et qui ne causent pas de problèmes de santé. Dans certains cas, ils sont même bénéfiques. Les probiotiques tels que Lactobacillus sont un exemple de cette classe, car la consommation de ces micro-organismes vivants améliore l'équilibre microbien dans notre tractus gastro-intestinal.
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Conclusion
La microbiologie est d'une grande importance en tant que science fondamentale et appliquée. La science fondamentale met en évidence les études physiologiques, biochimiques et moléculaires des micro-organismes. La science appliquée concentre ses études sur les processus industriels, alimentaires et de lutte contre les maladies ou les ravageurs.
Malgré les progrès de la microbiologie ces dernières années, on estime que seulement 1% de toutes les espèces de micro-organismes de la planète ont été cataloguées. Bien qu'ils fassent l'objet d'études depuis plus de trois siècles, il reste encore beaucoup de place pour le développement de ce domaine très important.
