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A
Microbiologia estuda a natureza e a utilidade dos microrganismos.
No senso comum, a Microbiologia é vista como uma disciplina
essencialmente médica, para o estudo de microrganismos causadores
de doenças. É inegável a da importância da Microbiologia Médica
e o estudo dos microrganismos patogênicos é de grande interesse
humano. Mas, essa é uma visão muito estreita da Microbiologia
uma vez que a grande maioria dos microrganismos não tem importância
médica imediata.
Estudos
recentes de filogenia molecular de bactérias revelaram que todos
os organismos vivos da Terra pertencem a um dos três Domínios da
vida: “Bactéria”, Archaea e “Eukarya”. Os dois primeiros
constituídos unicamente por procariotos e o último por
eucariotos, abrangendo animais, plantas, fungos, protozoários e
algas.
Esta
nova visão da filogenia e estrutura celular fornece suporte
evolucionário para o estudo de princípios unificadores de todos
os organismos e enfatiza a extrema biodiversidade encontrada entre
os microrganismos procarióticos e eucarióticos.
As
células procarióticas surgiram logo após a solidificação da
crosta terrestre, há cerca de 3,5 bilhões de anos e há cerca de
2 bilhões de anos antes do aparecimento das primeiras células
eucarióticas.
A
longa história das formas de vida procarióticas pode, em parte,
explicar a surpreendente diversidade fisiológica e molecular
encontrada no mundo microbiano.
Os
microrganismos colonizaram todos os ambientes imagináveis na
Terra. Têm sido descobertas células procarióticas que crescem
em faixas de temperatura que vão desde abaixo de zero a acima de
100 graus centígrados, em extremos de salinidade, de pH e de
pressão, vivendo em ambientes glaciais, em lagos saturados de
sal, em fontes termais oceânicas a grandes profundidades, e até
mesmo em rochas a quilômetros abaixo da superfície terrestre.
A
despeito de seu vasto número, somente uma pequena porcentagem das
espécies microbianas tem sido observada e uma porcentagem menor
ainda tem sido cultivada em laboratório.
Os
microrganismos desempenham funções fundamentais na sustentação
da vida na Terra. Os microrganismos são os agentes primários das
modificações biogeoquímicas nos ciclos dos elementos mais
importantes da vida, como carbono, nitrogênio, fósforo, enxofre,
ferro e outros minerais.
A
fotossíntese é um processo evoluído por procariotos primitivos
que eram semelhantes às atuais cianobactérias. As cianobactérias
modernas e os cloroplastos de plantas que evoluíram dos
procariotos fotossintetizantes primitivos são responsáveis por
reações que produzem virtualmente todo o oxigênio do planeta.
Da
mesma forma, até o advento da engenharia química moderna,
somente procariotos podiam fixar nitrogênio atmosférico em uma
forma utilizável por outros organismos.
Ainda
não é bem compreendido como comunidades de microrganismos podem
conduzir tal multiplicidade de reações tão eficazmente. Um dos
maiores objetivos da ecologia microbiana é a compreensão de tais
processos no nível mais fundamental dos organismos: a bioquímica
e os genes e sua regulação.
Por
décadas os microrganismos têm sido usados como modelos para
pesquisa básica na Bioquímica, Biologia Molecular, Fisiologia e
Genética. Têm sido de extrema importância na introdução de
novos conceitos na evolução molecular e na genômica, com grande
potencial de exploração na indústria, agricultura, produção
de alimentos e restauração ambiental.
Atualmente,
há renovado interesse na ecologia e na diversidade da vida
microbiana em ambientes extremos. Teoriza-se que a existência de
micróbios nesses ambientes pode ser usada como modelo para a vida
em outros planetas.
Os
microrganismos são também estudados por suas muitas aplicações
práticas e econômicas. São usados para preparar alimentos e
fibras, para preservar alimentos, para produzir compostos químicos,
medicamentos, na biorremediação e na eliminação de produtos tóxicos
do ambiente.
Embora
muitos dos usos dos microrganismos originaram-se de processos
tradicionais desenvolvidos na Antiguidade, muitas outras aplicações
derivaram da pesquisa básica da Fisiologia, Genética e Biologia
Molecular de microrganismos.
As
endonucleases de restrição e as DNA polimerases termo-estáveis
usadas na reação em cadeia da polimerase (PCR), enzimas
produzidas por microrganismos são dois exemplos de avanços
recentes da utilidade da pesquisa com microrganismos.
O
vasto potencial econômico de muitos procariotos permanece
desconhecido. A diversidade dos microrganismos, a maioria não
documentada, de longe excede aquela dos animais e plantas.
A
pesquisa microbiológica também apresenta grandes oportunidades
para novas descobertas em áreas básicas da Biologia.
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