Aprende todo sobre los Microbios y el microscopio

En este artículo hablaremos de los microbios y del microscopio, que van de la mano, no podemos observar a los microbios si no tenemos un microscopio; también hablaremos de las características de los microbios, su clasificación y algunas cosas más.

microbios y el microscopio

¿Qué son los Microbios?

Un microbio es un organismo microscópico ya sea animal o vegetal, un ser vivo que es sumamente diminuto para poder verlo a simple vista. Hay que usar un microscopio para poder visualizarlos. La ciencia que estudia los microbios es la microbiología. El término microbio es muy amplio y engloba a todas las formas de vida y con todas sus características.

Los microbios (la palabra significa vida pequeña) se encuentran en todas partes. Los microbios se encuentran en el aire que respiramos, en la tierra que pisamos, en los alimentos que consumimos e inclusive en nuestro interior. Son tan diminutos que existen más microbios en la palma de la mano de un ser humano.

Son la clase de vida más antigua sobre el planeta Tierra, se cree que existían hace alrededor de 3,5 millones de años, en la época en que la Tierra se encontraba cubierta de agua (océanos) y claro muchísimo tiempo antes a que los dinosaurios habitaran la Tierra.

Los microbios como las bacterias y los virus generalmente son culpables de gran cantidad de enfermedades, pero otros microbios nos dan innumerables beneficios para la vida. Felizmente un 95% de los microbios no causan daños.

Estos minúsculos organismos tienen un papel fundamental en el mantenimiento de la vida sobre la tierra, como por ejemplo en: el asentamiento de los gases, la putrefacción de las plantas muertas y la descomposición de la materia animal en elementos más simples, y que después se utilizan al inicio de la cadena alimenticia.

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Dentro de la biotecnología también se exploran las actividades de los microbios para el beneficio de los seres humanos, un ejemplo son: para la fabricación de medicamentos, de enzimas, de alimentos y para la fermentación. También se usan para el tratamiento de las aguas residuales (descomponiendo los  desechos).

Este proceso se llama biorremediación, utilización de los organismos vivos para tratar de acabar o de neutralizar los elementos que contaminan el suelo o el agua. (ver artículo insectos venenosos)

El Descubrimiento de los Microbios y el microscopio

El descubrimiento de los microbios fue posible debido al ingenio de los investigadores Hooke y Leeuwenhoek, en la elaboración y la utilización de microscopios comunes que ampliaban los objetos más o menos de 25 a 250 veces.

Hooke publica la primera descripción de un microorganismo, (como fue el microfungus Mucor). Después, Leeuwenhoek pudo observar y describir a los protozoos microscópicos y a las bacterias. Todo esto paso entre los años 1665 y 1683.

Después de quince décadas (150 años), la microscopia pasó a ser el eje principal para llegar a comprender las funciones de los microbios dentro de las enfermedades infecciosas, y como reciclar los elementos químicos que hay en la biosfera.

Los microbios son el elemento a estudiar de la microbiología. El científico francés Luis Pasteur es el padre de la microbiología, quien se dedicó totalmente al estudio de microbios (más específicamente sobre las bacterias) que habitan en los seres humanos y cómo tratar de combatirlas.

microbios y el microscopio

El instrumento más importante en la microbiología es el microscopio, este permite visualizar los objetos que son imposibles de ver por el ojo humano, incrementa la imagen del objeto ofreciendo los detalles más pequeños de éste. El microscopio posee un lente convergente por el cual pasa la luz. El más usado es el microscopio óptico, que incrementa la imagen hasta unas quince (15) veces.

Tipos de Microbios

Existen una infinidad de microbios distintos:

Las bacterias: todas las bacterias presentan una célula procariota, esto significa que no posee una membrana nuclear que recubra al núcleo, separándolo del resto de los elementos que componen la célula. Son tan innumerables que por sí solas conforman un reino, el Reino Mónera, es decir, el reino de las bacterias. Además pueden habitar en toda clase de ambientes: en la tierra, en el mar y en el aire, tienen una gran capacidad de adaptación, inclusive a las condiciones más extremas.

Existen las bacterias patógenas (que son las que provocan enfermedades). La conocida peste negra que en 1350 causó la muerte de millones de personas en Europa, fue a causa de la bacteria Yersinia Pestis, pero también existen otras bacterias que resultan ser muy buenas para el organismo del hombre, como por ejemplo las bacterias que conforman la microbiota intestinal, que habitan dentro de nuestro cuerpo y colaboran a su buen funcionamiento.

Otras bacterias se usan para el cuajado de los productos de origen lácteo y fermentando la leche para obtener queso o yogur. También las bacterias se encargan de la descomposición de los restos, tanto de vegetales como de plantas llegando a formar el humus. (ver artículo insectos beneficiosos)

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Las Arqueas: Las arqueas son micoorganismos, que tienen una célula procariota, esto significa que son organismos de una sola célula, que no poseen de un núcleo pero que tienen una membrana externa que tiene lípidos típicos.

En el exterior, las arqueas son muy similares a las bacterias: pueden presentar tamaño y estructura parecida, su material genético conforma un círculo, no tienen orgánulos, y habitan en medios parecidos. Eran tan similares que al inicio se le conocían como arquebacterias, y estaban consideradas dentro del grupo de las bacterias. Pero de una manera bioquímica, las arqueas son distintas a las bacterias.

Bioquímicamente hablando, las Arqueas se encuentran rodeadas por una membrana que se encuentra compuesta de una clase de lípido, que no se puede encontrar en otro organismo. La gran mayoría de las arqueas presentan también una capa exterior, pero ésta es muy distinta a la que presentan las bacterias.

Las arqueas pueden llegar a sobrevivir en distintos ambientes sean extremos o no, inclusive en el intestino de los seres humanos y en su piel.

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– Los hongos: un hongo es un organismo vivo, que puede ser pluri o unicelular (esto significa que pueden ser formados por una sola célula o más), que presentan células eucariotas (con núcleo verdadero); el tipo de alimentación es heterótrofa, se alimenta por absorción (significa que absorben el producto que resulta de la descomposición de los elementos).

Carecen de movilidad y usualmente habitan en áreas húmedas. El reino de los hongos también se conoce como fungí. Dentro de el grupo de los hongos están incluidas las levaduras y los mohos. Los hongos más resaltantes son:

– Las levaduras: que se utilizan en la fabricación de la cerveza.

– Los antibióticos: como por ejemplo están la penicilina y la cefalosporina.

– Los hongos que se utilizan para la elaboración de ácidos orgánicos, como por ejemplo el ácido cítrico.

– Para elaborar por ejemplo pastillas anticonceptivas, se usan esteroides y otros elementos.

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– Los virus: Los virus son porciones microscópicas formadas de ácidos nucleicos, de proteínas, y a veces de lípidos. Los virus no están en la capacidad de reproducirse sin tener un huésped, por esto la mayoría de las veces no son considerados seres vivientes, pero resultan ser una porción importante dentro de todos los ecosistemas, inclusive el del cuerpo humano.

Su reproducción se realiza medio de la infección de otras células, estas células que resultan infectadas son conocidas como: huéspedes del virus (por ejemplo una bacteria), y por consiguiente el secuestro del mecanismo de las células del huésped.

Los virus están específicamente preparados para intentar infectar un huésped en específico, y, la mayor parte de las veces a una clase de célula específica que se encuentra en el interior del huésped. El virus del sida (VIH), es un ejemplo, infecta una clase específica de célula que es inmune en los seres humanos. Otros virus llegan a infectar a plantas, a animales, a bacterias o a arqueas.

Pero no solamente los virus son los que pueden infectar las células de los humanos, también puede llegar a infectarnos otra clase de microbios que habitan en nuestro organismo (infectar significa: invadir y multiplicar los elementos patógenos, que provocan las enfermedades).

Los virus que llegan a infectar a las bacterias se conocen con el nombre de baceriophage. Los virus que logran infectar a las arqueas presentan formas no habituales: algunos presentan dos (2) colas, otros presentan forma de botella, entre otros.

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– Los Animales Microscópicos: estos animales son tan diminutos que también los llaman microbios. Estos son organismos multicelulares, que presentan distintas clases de células que realizan trabajos determinados. Estas células presentan partes de la membrana que están cubiertos, inclusive los núcleos, estas membranas son flexibles, no son paredes rígidas.

Al contrario de lo que pasa con las plantas, que no son capaces de elaborar su alimento, los animales microscópicos si están en capacidad de hacerlo. Dentro del grupo de los animales microscópicos están incluidos: los artrópodos, los crustáceos y los rotíferos. (ver artículo clasificación de los insectos)

Los ácaros son una clase de animal microscópico que llegar a habitar en nuestro organismo. Estos arácnidos habitan en espacios muy pequeños, inclusive pueden vivir en los folículos pilosos que tenemos en la piel. Los ácaros son animales con ocho (8) patas similares a las arañas, que en realidad pueden pasar toda su vida viviendo en nuestro cuerpo. Es allí donde comen, se reproducen y, al final, mueren.

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– Plantas Microscópicas: las plantas microscópicas son microbios. La gran mayoría de las plantas microscópicas son conocidas generalmente como algas verdes, y habitan como células independientes (algunas presentan flagelos) o de fibras largas. Las células vegetales son eucariotas, que significa que presentan una membrana exterior y una pared de celulosa, y también presentan cloroplastos para elaborar su alimento, esto quiere decir que son autótrofas.

Las plantas microscópicas por lo general no habitan en el organismo de los humanos, pero son el sustento para animales de suma importantes para los ecosistemas, tanto de agua dulce como de agua salada. También producen oxígeno, que es básico para la vida de todos los animales.

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¿Qué es el Microscopio?

El microscopio es un instrumento que se utiliza para poder visualizar objetos que son infinitamente pequeños, para poder ser vistos a simple vista de ojo humano (son llamados objetos microscópicos).

La palabra microscopio es una combinación de dos conceptos: micro que que significa pequeño y scopio que significa observar, juntos se refiere a: observación pequeña. (ver artículo insectos comestibles)

El microscopio es un instrumento óptico que puede incrementar la observación a niveles de acercamiento, tan grandes que se pueden analizar partículas. La imagen que se logra obtener es en realidad una investigación sobre como se encuentran compuestos los objetos. A este tipo de estudio y de  análisis de los diminutos objetos se le llama microscopia.

¿Quien Inventó el Microscopio?

El microscopio fue inventado por el investigador Zacharias Janssen en el año 1590. Este descubrimiento fue de una inmensa importancia, primordialmente por sus avances para la investigación médica. Por ejemplo en el año 1665 se publicó la investigación que realizó el Dr. William Harvey, referente a la circulación de la sangre, cuando se analizó los vasos capilares de la sangres.

También en el año 1667, el científico Marcello Malpighi, biólogo de nacionalidad italiana, fue el primer investigador que estudió en los tejidos vivos por medio de la observación a través del microscopio.

El comerciante holandés Anton van Leeuwenhoek, uso el microscopio para describir inicialmente distintos organismos como: los protozoos, las bacterias, los espermatozoides y los glóbulos rojos.

Se le considera como el padre de la ciencia que se encarga de estudiar como se comportan las bacterias, dando origen a la bacteriología. Lo más innovador es que él realizaba sus estudios con microscopios propios, dedicando la mayor parte de su tiempo a elaborar lupas, y dando a los distintos cristales el espesor necesario.

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De allí se ha ido avanzado de manera técnica, aumentando el grado de ampliación que presentan los microscopios, y esto al mismo tiempo ha hecho posible que la ciencia médica pueda realizar investigaciones cada vez más profundas sobre el comportamiento de los microorganismos y sobre las células. El mayor avance en el desarrollo del microscopio fue en el siglo XVIII.

En el año 1931 en Alemania unos investigadores llamados Max Knoll y Ernst Ruska desarrollaron el microscopio electrónico. Esto dio la posibilidad de lograr un aumento de 100.000X, esto representó un gran avance para la técnica.

Las partes del Microscopio

Las partes que conforman un microscopio común, son:

Lente ocular: es el lugar donde pone el ojo de la persona que va a observar. Esta lente puede incrementar la imagen entre 10 y 15 veces su tamaño.

El Cañón: es el tubo alargado hecho de metal cuyo interior es de color negro, que sirve para sostener el lente ocular y las lentes  objetivos.

Lentes objetivos: son un grupo de 2 o 3 lentes que se encuentran ubicados en el revólver.

El Revólver: es un sistema en cuyo interior se encuentran los lentes objetivos, puede presentar un sistema para girar que permite el intercambio de los lentes.

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El tornillo macrométrico: es la perilla que cuando gira acerca o aleja al objeto que se encuentra en observación.

El tornillo micrométrico: es lo que permite el enfoque correcto de la imagen, permitiendo verla con más claridad.

La platina: es una plataforma que tiene unas pinzas, es el lugar donde se coloca al objeto o lo que se desea observar.

El diafragma: permite regular la entrada de luz que pasa por medio del objeto que se encuentra en observación.

El condensador: como su nombre lo indica condensa el haz luminoso en la preparación u objeto.

Cómo usar el Microscopio

Lo primero que se debe hacer es preparar el objeto que vamos a ver por medio del microscopio. A esto se conoce como: montar la preparación. Para montar la preparación se debe colocar el objeto a estudiar encima de un cristal (llamado portaobjeto) y colocar encima otro cristal (llamado cubreobjeto). Es recomendable iniciar estudiando una gota de agua proveniente de un charco.

En ocasiones se coloca algún líquido entre los dos (2) cristales para que se logre ver mejor (esto dependerá de el objeto que se quiere observar).

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a) Debemos encender la luz de el microscopio y comprobar que se puede ver la luz por medio de el ocular.

b) Se coloca la preparación encima de la platina y giramos el revólver para colocar sobre la preparación el objetivo que tenga menos aumento.

c) Comenzamos a enfocar la muestra: esto lo hacemos girando el tornillo macrométrico, hasta que el objetivo se encuentre lo más cercano a la preparación.

-Cuando miramos por el ocular, vamos girando el tornillo para separar el objetivo de la preparación hasta lograr ver una imagen bien enfocada.

– Para lograr un buen enfoque giramos el tornillo micrométrico.

Se puede observar la muestra con diferentes aumentos, esto es posible si cambiamos el objetivo (por medio de el revólver) y se ajusta el enfoque girando el tornillo micrométrico.

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Tipos de Microscopios

Hay una gran variedad de microscopios que se han usado a lo largo de la historia, y también hay en la actualidad microscopios que han sido diseñados con un propósito en particular, a continuación enumeramos algunos de ellos:

El Microscopio electrónico de barrido: este microscopio permite realizar la observación y las caracterización a nivel superficial de los distintos materiales inorgánicos y orgánicos, llegando a entregar información de la morfología del material que se analizó.

Con éste microscopio se pueden hace estudios sobre los aspectos morfológicos de los diferentes materiales con los que trabajan los científicos y las empresas privadas, además se pueden procesar y analizar las imágenes que se obtienen.

El Microscopio óptico: Este microscopio posee lentes ópticos. También es llamado microscopio de luz, (porque usa luz o fotones) o microscopio de campo claro. Este instrumento se suele asociar con los trabajos realizados por Anton van Leeuwenhoek. Este microscopio incrementa el tamaño de los objetos que son verdaderamente diminutos, que no se pueden ver a simple vista. Puede ser monocular o binocular.

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El Microscopio simple: es el que solamente usa un lente de aumento a diferencia del Microscopio óptico normal, que presenta una variedad de lentes de aumento. Este es el microscopio más simple.

El Microscopio compuesto: es un microscopio óptico que posee varios lentes de objetivo. Se usan en especial para estudiar objetos que son traslucidos, o que están cortados tan finamente que se transparentan. A parte se utiliza para incrementar las fotos de los objetos y de los organismos que no podemos ver a simple vista.

El Microscopio de luz ultravioleta: es un microscopio óptico, el cual es usado para estudiar en minerales y rocas algunas clases de especímenes o estructuras cristalinas, este microscopio es muy utilizado en las ciencias geológicas que se centran en los estudios de los minerales, por eso es que también se le llama microscopio petrográfico.

Pero, gran variedad de otro tipo de materiales pueden ser examinar con mucha facilidad en la luz polarizada, incluso los minerales tanto naturales como industriales, los compuestos de cemento, de cerámica, de polímeros, de fibras minerales, de madera, de urea, de almidón y un gran número de macromoléculas biológicas y de ensamblajes de estructuras.

Esta técnica se puede usar con mucho éxito tanto de manera cualitativa como de manera cuantitativa, la que la convierte en una herramienta extraordinaria para las ciencias que estudian los materiales, para la geología, para la biología, para la química, para la metalurgia e inclusive para la medicina.

El Microscopio de fluorescencia: es un microscopio óptico convencional, al que se realiza una adaptación de un accesorio que lo complementa de iluminación, llamado fluorescencia. Con este accesorio se pueden realizar observaciones óptica convencionales, y también observaciones de contraste realizados con fluorescencia.

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El Microscopio en campo oscuro: este microscopio es un microscopio óptico, al cual se le adapta un condensador particular, este tiene la finalidad de producir una disfase en los rayos luminosos enviándolos de manera lateral sobre el objeto, presentando una forma de un cono de luz, y de esta manera tampoco logra penetrar de manera directa al objetivo.

El Microscopio de contraste de fase: este microscopio obsequia la observación de las células que no posean coloración, y resulta de mucha utilidad para estudiar las células que se encuentran vivas. La gran mayoría de los organismos vivos no se pueden teñidos, porque los colorantes que se usan pueden causar daño en la estructura de la célula, hasta llegar a matarla.

El Microscopio de luz polarizada: este microscopio se encuentra basado en el comportamiento que presentan algunos elementos que componen la célula y los tejidos, cuando son observados por medio de luz polarizada.

El Microscopio confocal: es un microscopio que utiliza una técnica óptica de imagen para acrecentar el contraste y/o construir imágenes en tres dimensiones, usando un pinhole espacial (que es un colimador que tiene un orificio delimitante) para evitar la luz que elimine la nitidez.

El Microscopio electrónico: es el microscopio que usa electrones en vez de fotones o luz normal, para lograr visualizar las imágenes de los objetos minúsculos. Con los microscopios electrónicos, se puede tener ampliaciones de hasta unas 5000 veces que cualquiera del mejor microscopio óptico, esto se debe a que la longitud de onda que tienen los electrones es más corta que la que tienen los fotones visibles.

El Microscopio electrónico de transmisión: es un microscopio que usa un haz de electrones para poder ver un objeto, esto es debido a que la potencia de amplificación de un microscopio óptico se encuentra reducido por la longitud de onda que presenta la luz visible. Lo que caracteriza a este microscopio es la utilización de una muestra superfina, y que la imagen se pueda obtener de los electrones que pasan a través de la muestra.

Los microscopios electrónicos de transmisión están en la capacidad de incrementar un objeto hasta en un millón de veces.

El Microscopio de iones en campo: es un microscopio que puede ser utilizado para ver la ordenación de los átomos, que se pueden formar en la superficie de la punta de una aguja de metal. Esta es considerada la primera metodología con la que se logró resolver de manera espacial los átomos de manera individual. Esta técnica la desarrolló el científico Erwin Müller.

El Microscopio de sonda de barrido: es el microscopio que tiene el transmisor en la zona exequimal del lente (Objetivo 4x). Este microscopio electrónico usa una sonda que realiza un recorrido sobre la superficie del objeto que se va a estudiar. Su utilización en las investigaciones científicas es usual, la imagen por medio de un barrido de electrones provoca que la imagen aumente en 10.000.000 nm.

El Microscopio de efecto túnel: es microscopio que logra capturar imágenes de las superficies a nivel atómico.

El Microscopio de fuerza atómica: este microscopio ha sido fundamental en el desarrollo de la nanotecnología, para las características y las visualizaciones de las muestras a unas dimensiones nanométricas.

El Microscopio virtual: el microscopio virtual es un simulador del microscopio más convencional, porque permite la visualizar las imágenes microscópicas por medio de la digitalización y poder observar en la pantalla de cualquier computadora o dispositivo electrónico.

Por medio de una aplicación se puede llegar a seleccionar cualquier campo y los aumentos a los que se desea ver. El objetivo principal del microscopio virtual es colocar a disposición, tanto de los estudiantes como de los profesores una herramienta digital.

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