Microbiologia ambientale

Cos'è la microbiologia ambientale?

IL Microbiologia ambientale È la scienza che studia la diversità e la funzione dei microrganismi (esseri microscopici) nei loro ambienti naturali e le applicazioni delle loro capacità metaboliche nei processi di biorremadia di terreni e acque contaminati.

Di solito è diviso nelle discipline dell'ecologia microbica, della geomicrobiologia e del biorisanamento.

Microbiologia (Mikros: poco, BIOS: vita, Loghi: Studio), Studi interdisciplinari Un gruppo ampio e diversificato di microscopici organismi unicellulari (da 1 a 30 µm), visibile solo attraverso il microscopio ottico e invisibile per l'occhio umano.

Gli organismi raggruppati nel campo della microbiologia sono diversi in molti aspetti importanti e appartengono a categorie tassonomiche molto diverse. Esistono come cellule isolate o associate e possono essere procarioti principali, semplici eucarioti o virus.

Cosa studia la microbiologia ambientale?

Le diverse aree di studio della microbiologia ambientale comprendono le discipline dell'ecologia microbica, della geomicrobiologia e del biorisanamento.

Ecologia microbica

L'ecologia microbica fonde la microbiologia con la teoria ecologica, attraverso lo studio dei ruoli funzionali dei microbi nel loro ambiente naturale.

I microrganismi rappresentano la più grande biomassa sulla terra, quindi non sorprende che le loro funzioni o ruoli ecologiche influenzano la storia ecologica degli ecosistemi.

Un esempio di questa influenza è l'aspetto delle forme di vita aerobica grazie all'accumulo di ossigeno (o₂) Nell'atmosfera primitiva, generata dall'attività fotosintetica dei cianobatteri.

Campi di ricerca sull'ecologia microbica

L'ecologia microbica è trasversale a tutte le altre discipline di microbiologia e studi:

- Diversità microbica e sua storia evolutiva.

- Le interazioni tra microrganismi di una popolazione e tra popolazioni in una comunità.

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- Le interazioni tra microrganismi e piante.

- Fitopatogeni (batterici, fungini e virali).

- Interazioni tra microrganismi e animali.

- Comunità microbiche, i loro processi di composizione e successione.

- Adattamenti microbici a condizioni ambientali.

- I tipi di habitat microbici (atmas-ecosfera, idro-ecosfera, lito-ecosfera e habitat estremi).

Geomicrobiologia

Geomicrobiology Studies Attività microbiche che colpiscono i processi geologici e geochimici terrestri (cicli biogeochimici).

Questi si verificano nell'atmosfera, nell'idrosfera e nella geosfera, in particolare in ambienti come sedimenti recenti, corpi di acque sotterranee a contatto con rocce sedimentarie e ignee e nella corteccia terrestre degli agenti atmosferici.

È specializzato in microrganismi che interagiscono con i minerali nel loro ambiente, dissolvendoli, trasformandoli o precipitandoli, tra le altre azioni.

Campi di ricerca sulla geomicrobiologia

Studi sulla geomicrobiologia:

- Interazioni microbiche con processi geologici (formazione del suolo, rottura della roccia, sintesi e degradazione di minerali e carburanti fossili).

- La formazione di origine microbica, per precipitazione o per dissoluzione nell'ecosistema (ad esempio, nelle falde acquifere).

- Intervento microbico nei cicli biogeochimici della geosfera.

- Interazioni microbiche che formano gruppi indesiderati di microrganismi su una superficie (bioincrostazioni). Queste biocrostazioni possono generare deterioramento delle superfici che abitano. Ad esempio, possono corrodere le superfici metalliche (biocorrosione).

- Evidenza fossile di interazioni tra microrganismi e minerali del suo ambiente primitivo.

Ad esempio, le stromatoliti sono strutture minerali fossili stratificate di acque poco profonde. Sono costituiti da carbonati, dalle pareti dei cianobatteri primitivi.

Biorremediazione

Studi sulla biorremediazione L'applicazione di agenti biologici (microrganismi e/o loro enzimi e piante), nei processi di recupero del suolo e dell'acqua contaminati da sostanze pericolose per la salute umana e l'ambiente.

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Molti degli attuali problemi ambientali possono essere risolti con l'uso del componente microbico dell'ecosistema globale.

Campi di ricerca sulla biorremediazione

Studi sulla biorremediazione:

- Capacità metaboliche microbiche applicabili nei processi di igiene ambientale.

- Interazioni microbiche con inquinanti inorganici e xenobiotici (prodotti sintetici tossici, non generati da processi biosintetici naturali). Tra i composti xenobiotici più studiati, ci sono alocarburi, nitroaromatici, bifenili policlorurati, diossine, solfonati alchibamente zeici, idrocarburi di petrolio e pesticidi. Tra gli elementi inorganici più studiati, ci sono metalli pesanti.

- La biodegradabilità degli inquinanti ambientali Sul posto e in laboratorio.

Applicazioni di microbiologia ambientale

Tra le molteplici applicazioni di questa vasta scienza, possiamo citare:

- La scoperta di nuove rotte metaboliche microbiche con potenziali applicazioni nei processi di valore commerciale.

- La ricostruzione delle relazioni filogenetiche microbiche.

- L'analisi delle falde acquifere e delle forniture di acqua potabile pubblica.

- Dissoluzione o lisciviazione (biolixiviation) di metalli nel mezzo, per il recupero.

- Bioidrometallurgia o biomineria di metalli pesanti, nei processi di biorisanamento delle aree contaminate.

- Biocontrollo dei microrganismi coinvolti nella biocorrosione dei contenitori di rifiuti radioattivi disciolti nelle falde acquifere sotterranee.

- Ricostruzione della storia terrestre primitiva, il paleoambiente e le forme primordiali della vita.

- Costruzione di modelli utili nella ricerca della vita fossilizzata su altri pianeti, come Marte.

- Igiene di aree contaminate da sostanze xenobiotiche o inorganiche, come metalli pesanti.

Riferimenti

1. Ehrlich, h. L. e Newman, D. K. (2009). Geomicrobiologia. CRC Press. 
2. Malik, a. (2004). Biorisanamento del metallo attraverso le cellule in crescita. Environment International.
3. McKinney, r. E. (2004). Microbiologia del controllo dell'inquinamento ambientale. M. Dekker. 

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