Piccoli piccoli, ma molto diversi. Non riusciamo quasi mai vederli a occhio nudo, quindi tendiamo a raggrupparli sotto la dicitura “microrganismi”. Eppure, all’interno di questa categoria si cela una varietà impressionante di esserini estremamente diversi tra loro, che in comune hanno ben poco. A volte solo le dimensioni. 

Con i precedenti articoli abbiamo capito quanto sono importanti le definizioni. Saper dare un nome a qualcosa è il primo passo per conoscerlo meglio e poterlo studiare più a fondo. Ecco perché oggi andremo a dare un nome ai diversi abitanti microscopici che troviamo tutto intorno a noi. Ma anche su di noi. E dentro di noi!

Microrganismi: una prima classificazione

Per trovare un ordine all’interno della grandissima varietà di microorganismi che ci circondano, iniziamo a vedere cosa hanno tutti in comune: la cellula. Per essere definiti “micro-organismi”, devono come prima cosa essere “organismi”, cioè esseri viventi composti da almeno una cellula. Tutti i viventi conosciuti finora, suddivisi in tre domini, hanno cellule che appartengono a due categorie: procariotiche ed eucariotiche.

Le cellule procariotiche sono quelle più semplici, formate da una membrana che separa l’ambiente interno (il citoplasma) dall’esterno, un deposito di informazioni genetiche (DNA) e poco più. Questo tipo di cellula è tipica dei procarioti, cioè dei batteri (dominio Bacteria) e degli archei (dominio Archaea). Il dominio Eukaria invece, al quale apparteniamo anche noi, comprende viventi dotati di cellule eucariotiche.

Le cellule eucariotiche sono più complesse delle procariotiche. Nel mondo scientifico, la parola “complesso” significa “composto da più parti, interconnesse, che collaborano e interagiscono”. E infatti all’interno delle cellule eucariotiche troviamo tante parti che coordinano la propria attività per garantire la vita dell’organismo, sia esso costituito da una sola cellula o da più cellule.

Mi piace paragonare la cellula eucariotica a una casa; al suo interno troviamo tante “stanze”, tanti ambienti, nei quali si svolgono attività diverse durante la giornata. Queste stanze sono chiamate “organelli”, sono delimitate da una o più membrane e sono presenti solo negli eucarioti. Tra questi, il nucleo è stato il primo ad essere scoperto e utilizzato per distinguere le cellule nelle due categorie che abbiamo descritto. Negli eucarioti il DNA resta immagazzinato nel nucleo, che protegge questo importantissimo libretto di istruzioni genetiche.

Lieviti: i microrganismi più amati da panificatori e produttori di bevande alcoliche!

I lieviti sono degli organismi eucarioti unicellulari (cioè formati da una sola cellula, che vive in modo indipendente dalle altre, costituendo un organismo a sé stante). Sono generalmente molto piccoli, rispetto alle altre cellule eucariotiche. Nonostante le loro dimensioni così ridotte (generalmente sotto i 10 μm, cioè un centesimo di millimetro), questi piccoletti contengono al loro interno un nucleo vero e proprio e tutti quegli organelli che organizzano la cellula in stanze specializzate.

Il lievito più famoso di tutti è sicuramente Saccharomyces cerevisiae, che è il big boss della panificazione e della produzione di vino e birra. Grazie alla sua capacità di mangiare zuccheri e di fermentarli, questo lievito produce alcol etilico (di interesse per i produttori di bevande alcoliche) e anidride carbonica (che invece interessa ai panificatori per far gonfiare l’impasto rendendolo soffice).

Sono sicuro che a molti di voi stanno già prudendo le mani, quindi ora lo specifico: per produrre pane, pizza, birra e vino non si usa solo Saccharomyces cerevisiae. Per queste fermentazioni possono essere impiegati molti altri lieviti, batteri, o consorzi di microrganismi. Nella foto qui sotto, che ho scattato io, potete vedere le cellule di Saccharomyces cerevisiae viste al microscopio ottico, ingrandite oltre 1000 volte (fissazione a caldo e colorazione con blu di metilene).

Batteri: piccolissimi microrganismi alleati della fermentazione alimentare

Veniamo ora ai batteri. Anche loro svolgono un ruolo importantissimo come “fermenti”, cioè come microrganismi capaci di fermentare e produrre sostanze di interesse alimentare (ad esempio l’acido lattico che acidifica il nostro yogurt o altri acidi che danno l’aroma caratteristico ai formaggi o all’aceto). I batteri sono procarioti unicellulari.

Se già i lieviti vi erano sembrati piccoli, i batteri sono ancora più piccoli! La maggior parte di essi misura infatti meno di 2 millesimi di millimetro (tipicamente tra 0,2 e 2 μm, anche se ci sono delle eccezioni, con batteri “giganti”). Nelle loro cellule non ci sono ambienti delimitati da membrane. È tutto un grande “open space”, infatti. Ma non fatevi ingannare dalla semplicità della loro cellula: questi esserini piccini sono in realtà dei tipi tostissimi. Alcuni di loro sono capaci di vivere in condizioni che noi troveremmo terribilmente inospitali: ambienti caldi, ambienti freddi, acque salatissime… per non parlare degli archei, che sono dei veri supereroi in quanto a capacità di sopravvivenza in condizioni estreme! (Prima che microbiologi mi lapidino, specifico ancora una volta che gli archei NON sono batteri: anche se per certi versi sembrano assomigliargli, in realtà fanno parte di due diversi domini dei viventi). 

Qua sotto, nella microfotografia che ho preparato per voi, vedete una “collezione” di batteri di tante specie diverse, provenienti da un campione di acqua stagnante che ho prelevato in un canale di irrigazione. I batteri appaiono come pallini blu o azzurri, sia isolati che a gruppetti di due o più. L’ingrandimento è sempre superiore a 1000✕ (fissazione a caldo e colorazione con blu di metilene).

Le diverse dimensioni di batteri, lieviti e cellule umane

Per rendere meglio l’idea delle diverse dimensioni di batteri, lieviti e cellule eucariotiche animali ho preparato quest’ultimo vetrino. Ci potete riconoscere i lieviti e i batteri che vi ho mostrato prima, gli uni a fianco agli altri, e anche qualche cellula umana, prelevata direttamente dalla mia guancia e sacrificata per amore della scienza. Per rendere più evidenti i microrganismi e il nucleo delle mie cellule (eucariotiche) ho aggiunto un colorante blu. Notate come la cellula umana sia gigantesca rispetto alle altre due. Nell’immagine a destra ho messo in evidenza i vari soggetti con un contorno nero e ho messo le etichette (1000✕, blu di metilene).

Nel prossimo articolo andremo a dare un’occhiata più da vicino ai batteri, per vedere la grande varietà di forme diverse che possiamo trovare. Non perdetevelo!