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A microbiologia é o estudo dos microrganismos, um grande e diverso grupo de organismos microscópicos que existem na forma de células isoladas ou em aglomerados, o qual inclui os vírus, que não são células propriamente ditas. Os microrganismos causam enorme impacto em todas as formas de vida, bem como na constituição física e química do planeta. Eles são responsáveis pela reciclagem dos elementos químicos essenciais à vida, como o carbono, nitrogênio, enxofre, hidrogênio e oxigênio; os microrganismos realizam mais fotossíntese do que as plantas verdes. Além disso, existem 100 milhões de vezes mais bactérias nos oceanos (13 × 1028) do que estrelas no universo. A taxa de infecções virais nos oceanos é de cerca de 1 × 1023 por segundo, e essas infecções removem 20 a 40% de todas as células bacterianas a cada dia. Estima-se que existam 5 × 1030 células microbianas na Terra; excluindo-se a celulose, essas células constituem cerca de 90% da biomassa da biosfera. Os seres humanos também têm íntima relação com os microrganismos, uma vez que 50 a 60% das células do nosso corpo são micróbios (ver Capítulo 10). As bactérias presentes no intestino humano médio pesam aproximadamente 1 kg, sendo que um adulto humano excreta o seu próprio peso em bactérias fecais a cada ano. O número de genes presentes na microbiota intestinal supera em 150 vezes o contido dentro do nosso genoma; até mesmo em nosso próprio genoma, 8% do ácido desoxirribonucleico (DNA, do inglês deoxyribonucleic acid) são derivados de fragmentos de genomas virais.
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PRINCÍPIOS BIOLÓGICOS ILUSTRADOS PELA MICROBIOLOGIA
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Em nenhuma outra forma, a diversidade biológica mostra-se tão notável quanto em microrganismos, células ou vírus não diretamente observados a olho nu. Quanto à forma e à função, tratando-se de propriedades bioquímicas ou de mecanismos genéticos, a análise dos microrganismos transporta-nos até os limites da compreensão biológica. Assim, a necessidade de originalidade – uma prova do mérito de uma hipótese científica – pode ser totalmente satisfeita pela microbiologia. Para ser válida, uma hipótese deve fornecer elementos básicos para uma generalização, e a ampla diversidade microbiana fornece um verdadeiro palco em que esse desafio é constante.
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A previsão, a consequência prática da ciência, é o produto resultante de uma combinação de técnica e teoria. A bioquímica, a biologia molecular e a genética fornecem as ferramentas necessárias para a análise dos microrganismos. A microbiologia, por sua vez, tem a função de ampliar os horizontes dessas disciplinas científicas. Um biólogo pode descrever esse tipo de troca como mutualismo, ou seja, que tem a capacidade de favorecer todas as partes envolvidas. Os liquens são um exemplo de mutualismo microbiano. Eles consistem em um fungo e um parceiro fototrófico, que pode ser uma alga (um eucarioto) ou uma cianobactéria (um procarioto) (Figura 1–1). O componente fototrópico é o produtor primário, e o fungo atua fornecendo, a ...