Microbiologia ambiental 01

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MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
 
 
 
 
DISCIPLINA DE MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dados da disciplina 
 
 
Bibliografia 
 
• MADIGAN, M. T., MARTINKO, J. M., BUCKLEY, D. H., STAHL, D. 
A. Microbiologia de Brock. Ed. Artmed, 14ª ed., Porto Alegre, 2016. 
• TORTORA, J. G. Microbiologia. Ed. Artmed, 8ª ed., Porto Alegre, 
2005. (2016) 
• TRABULSI, L. R.(org). Microbiologia. Atheneu Editora, 6ª ed., 2004. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dados da disciplina 
 
 
Bibliografia complementar 
 
• CAMPOS, J.R. (Coord.). Tratamento de esgotos sanitários por 
processo anaeróbio e disposição controlada no solo. Rio de 
Janeiro: ABES, Projeto PROSAB, 1999. 
• INGRAHAM, J. L., INGRAHAM, C. A. Introdução à Microbiologia: 
uma abordagem baseada em estudos de casos. Cengage Learning. 
3ª ed. São Paulo, 2010. 
• PELCZAR, M..J., CHAN, E.C.S.; KRIEG, N.R. Microbiologia: 
Conceitos e Aplicações. Makron Books, 2ª ed., vol.1, São Paulo, 
1997. 
• MAIER, R. M., PEPPER, I. L., GERBA, C. P. Environmental 
Microbiology. Academic Press. United States of America, 2000. 
• SATO, M.I.Z. (Coord). Microbiologia ambiental. São Paulo: 
CETESB, 2004. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
RELEMBRANDO CONCEITOS DE MICROBIOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
ESTUDO DE ORGANISMOS MICROSCÓPICOS 
 
 
 
mikros = pequeno 
 
bio = vida 
 
logos = ciência 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Microbiologia 
 
Ramo da biologia que estuda os seres vivos microscópicos nos seus 
mais variados aspectos como morfologia, estrutura, fisiologia, 
reprodução, genética, taxonomia e também a interação com outros 
seres e com o meio ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Unidades 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
• 1735 – C. Linnaeus introduziu um sistema formal de classificação, 
dividindo os organismos em dois reinos: Plantae e Animalia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
• 1735 – C. Linnaeus introduziu um sistema formal de classificação, 
dividindo os organismos em dois reinos: Plantae e Animalia. 
• 1866 – E. H. Haeckel sugeriu a criação do reino Protista, 
englobando bactérias, algas, fungos e protozoários. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
• 1735 – C. Linnaeus introduziu um sistema formal de classificação, 
dividindo os organismos em dois reinos: Plantae e Animalia. 
• 1866 – E. H. Haeckel sugeriu a criação do reino Protista, 
englobando bactérias, algas, fungos e protozoários. 
• 1969 – R. H. Wittaker expande esse sistema para cinco reinos, com 
base em estudos sobre ultraestrutura celular (procariotos e 
eucariotos) e a forma de cada grupo de obter energia e alimento: 
Animais, Plantas, Fungos, Protistas (microalgas e protozoários) e 
Monera (bactérias e algas azul-verdes). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
• 1735 – C. Linnaeus introduziu um sistema formal de classificação, 
dividindo os organismos em dois reinos: Plantae e Animalia. 
• 1866 – E. H. Haeckel sugeriu a criação do reino Protista, 
englobando bactérias, algas, fungos e protozoários. 
• 1969 – R. H. Wittaker expande esse sistema para cinco reinos, com 
base em estudos sobre ultraestrutura celular (procariotos e 
eucariotos) e a forma de cada grupo de obter energia e alimento: 
Animais, Plantas, Fungos, Protistas (microalgas e protozoários) e 
Monera (bactérias e algas azul-verdes). 
• 1979 – C. Woese propôs um novo sistema com base no RNA 
ribossomal: domínio Archaea (incluindo bactérias metanogênicas, 
bactérias termófilas, bactérias acidófilas e bactérias halófilas), 
Bacteria (incluindo as demais bactérias e as cianobactérias) e 
Eukarya (incluindo plantas, animais, fungos, protozoários e algas). 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação atual dos seres vivos 
 
• Eukarya: Animais, plantas e fungos 
• Bacteria: todos os procariotos patogênicos, bem como muitos dos 
procariotos não patogênicos encontrados no solo e na água. Os 
procariotos fotoautotróficos pertencem ao domínio. 
• Archaea: procariotos que não possuem peptideoglicano em 
suas paredes celulares. Frequentemente vivem em ambientes 
extremos e realizam processos metabólicos incomuns. Inclui três 
grupos principais: metanogênicos, halófilos extremos e 
hipertermófilos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Classificação dos seres vivos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando conceitos de Microbiologia 
 
 
Hierarquia taxonômica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
CONCEITOS DE ECOLOGIA MICROBIANA 
 
 
 
 
 
 
Conceitos de Ecologia Microbiana 
 
 
Microbiologia Ambiental 
 
• Interface entre as Ciências Ambientais e a Ecologia Microbiana. 
• Se dedica ao estudo da fisiologia, genética, interações e funções 
dos microrganismos no ambiente. 
• Faz parte do cenário científico mundial como uma área de estudo 
fundamental e inserida em diversos temas de grande importância, 
como biorremediação, biocatálise, biocombustíveis, controle 
biológico, fertilizantes, dentre outros. 
• Tem o objetivo maior de manter a qualidade ambiental e contribuir 
para o desenvolvimento sustentável da sociedade moderna. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Sociedade Brasileira de Microbiologia - https://sbmicrobiologia.org.br/areas/microbiologia-ambiental/. 
 
 
 
Conceitos de Ecologia Microbiana 
 
 
Ecologia Microbiana 
 
 
Estudo dos microrganismos em seus ambientes naturais. 
 
 
Mais especificamente, pode ser definida como a ciência que estuda a 
forma como as populações microbianas se agrupam para formar 
comunidades e a maneira pela qual as comunidades microbianas 
interagem entre si e com seu meio ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos de Ecologia Microbiana 
 
 
População microbiana 
 
Grupo de microrganismos da mesma espécie que reside no mesmo 
local ao mesmo tempo. 
 
Comunidade microbiana 
 
Duas ou mais populações microbianas coexistindo e interagindo em 
um hábitat. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos de Ecologia Microbiana 
 
 
Ecossistema 
 
Um complexo dinâmico de organismos (como comunidades de plantas, 
animais e microrganismos)e seus arredores abióticos, interagindo 
como uma unidade funcional. 
 
Contém diversos hábitats diferentes: porções do ecossistema mais 
adequadas a uma ou a um pequeno número de populações. 
 
Certos ecossistemas são principalmente ou exclusivamente 
microbianos. 
 
 
 
Hábitat 
 
Um ambiente dentro de um ecossistema no qual uma comunidade 
microbiana pode residir. 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos de Ecologia Microbiana 
 
 
Nicho 
 
Local onde um organismo cresce em uma comunidade, incluindo 
fatores tanto bióticos quanto abióticos. 
 
Nicho fundamental 
 
Os diversos ambientes nos quais uma espécie será mantida quando os 
recursos não são limitados, como pode-se resultar da competição com 
outras espécies. 
 
Nicho realizado 
 
A diversidade de ambientes naturais que suportam uma espécie 
quando este organismo enfrenta fatores como limitação de recursos, 
predação e competição de outras espécies. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos de Ecologia Microbiana 
 
 
Nicho 
 
A maneira como um determinado organismo vive, ou seja, seu papel 
em determinado ecossistema. 
 
Nicho fundamental 
 
Engloba todas as condições e recursos que permitem uma 
determinada espécie existir e reproduzir-se. 
 
Nicho realizado 
 
Descreve um intervalo mais limitado, levando também em 
consideração a presença de competidores e predadores. Ou seja, o 
nicho efetivo é a faixa ambiental onde realmente se encontra uma 
determinada espécie. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos de Ecologia Microbiana 
 
 
Associação 
 
Populações microbianas metabolicamente similares que exploram os 
mesmos recursos, de maneiras semelhantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos de Ecologia Microbiana 
 
 
Riqueza 
 
Número total de espécies diferentes presentes em uma comunidade. 
 
Abundância 
 
Quantidade ou proporção de cada espécie na comunidade. 
 
MEDIDAS DE DIVERSIDADE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos de Ecologia Microbiana 
 
 
Estudo das atividades microbianas 
 
• Tipos de atividade: dependem da composição de espécies, do 
tamanho das populações e do estado fisiológico dos 
microrganismos presentes em cada hábitat. 
• Taxas das atividades: controladas pelos nutrientes e pelas 
condições de crescimento que prevalecem em seus hábitats. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
MÉTODOS EM ECOLOGIA MICROBIANA 
 
 
 
 
 
 
Métodos em Ecologia Microbiana 
 
 
Análises de comunidades microbianas dependentes de cultivo 
 
A maioria dos microrganismos (mais de 99%) nunca foi cultivada em 
laboratório. 
 
Mas o cultivo de um microrganismo permanece a única maneira de 
caracterizar completamente suas propriedades e prever o seu impacto 
no ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Métodos em Ecologia Microbiana 
 
 
Análises de comunidades microbianas dependentes de cultivo 
 
1. Enriquecimento - Utilização de meios de cultura e condições de 
incubação seletivos para o isolamento de microrganismos 
específicos de amostras naturais. 
2. Isolamento - Cultura pura contendo um único tipo de 
microrganismo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Métodos em Ecologia Microbiana 
 
 
Análises microscópicas de comunidades microbianas 
independentes de cultivo 
 
1. Métodos gerais de coloração. 
2. Hibridização fluorescente in situ (FISH) - Emprega um corante 
fluorescente ligado covalentemente a uma sonda de ácido nucleico 
específica, visando a identificação ou o rastreamento de 
organismos no meio ambiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Métodos em Ecologia Microbiana 
 
 
Análises genéticas de comunidades microbianas independentes 
de cultivo 
 
1. Métodos baseados em PCR - Amplificação artificial de uma 
sequência de DNA, a partir de ciclos repetidos envolvendo a 
separação e a replicação das fitas. 
2. Microarranjos - Pequenos suportes sólidos aos quais os genes ou 
partes de genes são fixados e organizados espacialmente em um 
padrão conhecido. 
3. Métodos relacionados com a genômica ambiental. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Métodos em Ecologia Microbiana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Métodos em Ecologia Microbiana 
 
 
Medida das atividades microbianas na natureza 
 
1. Ensaios químicos, métodos radioisotópicos e microssensores. 
2. Isótopos estáveis. 
3. Espectrometria de massa, citometria de fluxo e FISH-MAR. 
4. Sondas de isótopos estáveis e genômica de células individuais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
DIVERSIDADE MICROBIANA 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Dopson, Ni e Sleutels (2015). 
 
Diversidade microbiana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
A diversidade de populações microbianas indica que elas 
tiram proveito de qualquer nicho encontrado em seu ambiente. 
 
 
 
 
GRANDE DIVERSIDADE METABÓLICA E FISIOLÓGICA 
 
 
 
GRANDE ÁREA SUPERFICIAL 
 
 
 
PEQUENO TAMANHO 
 
 
 
ALTAS TAXAS DE ATIVIDADE METABÓLICA E CRESCIMENTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Em qualquer ecossistema cujos recursos e condições de crescimento 
são adequados, os microrganismos podem crescer formando 
populações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Os microrganismos definem os limites da vida ao longo 
do ambiente aquático e terrestre em nosso planeta. 
 
 
 
 
 
 
Quais fatores ambientais influenciam os microrganismos? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Lei do mínimo de Liebig 
 
A biomassa total de um organismo é determinada pelo nutriente 
presente em menor concentração no ambiente em relação aos seus 
requerimentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Disponibilidade de nutrientes 
 
 
 
Oligotrófico 
 
Organismo que cresce melhor em ambientes pobres em nutrientes. 
 
Tem baixa taxa de crescimento. 
 
 
Eutrófico 
 
Organismo que cresce melhor em ambientes ricos em nutrientes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Lei da tolerância de Shelford 
 
Independentemente dos nutrientes, existem limites para fatores 
ambientais, abaixo e acima dos quais um microrganismo não 
consegue sobreviver. 
 
 
Principais fatores que controlam o crescimento microbiano: 
 
temperatura, pH, disponibilidade de H2O e O2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - O2 
 
O requerimento de O2 depende do metabolismo do organismo. 
 
 
Aeróbio 
 
Organismo que cresce na presença de O2 (20%). Pode ser facultativo, 
obrigatório ou microaerífilo. 
 
 
Microaerófilo 
 
Organismo que requer O2 em tensões inferiores à tensão do ar (2 - 
10%). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - O2 
 
O requerimento de O2 depende do metabolismo do organismo. 
 
 
Anaeróbio 
 
Organismo que cresce na ausência de O2. Alguns podem atéser 
mortos pelo O2 (anaeróbios obrigatórios ou estritos). 
 
 
Anaeróbio aerotolerante 
 
Organismo anaeróbio cujo crescimento não é inibido pelo O2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - O2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Molaridade e salinidade 
 
Os microrganismos estão sujeitos à mudanças de pressão osmótica, 
uma vez que a sua membrana plasmática é permeável à água. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Molaridade e salinidade 
 
 
 
Halotolerante 
 
Organismo capaz de crescer na presença de NaCl, mas não requer 
sua presença. 
 
Halófilo 
 
Organismo que requer sal para seu crescimento (> 0,3 M NaCl). 
Principalmente Archaea que conseguem aumentar a molaridade do 
seu citoplasma. 
 
• Levemente halófilo: 0,3 - 0,8 M. 
• Halófilo moderado: 0,8 - 3,4 M. 
• Halófilo extremo: > 3,4 M. 
 
 
 
Mar: 599 mM NaCl. 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - pH 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Citoplasma: pH de 7,2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - pH 
 
 
 
Neutrófilo 
 
Organismo que apresenta melhor crescimento em pH próximo a 7 (pH 
5,5 - 7,9). 
 
Acidófilo 
 
Organismo que exibe melhor crescimento em pH ácido (pH < 5). Inclui 
Bacteria, Archaea e Eukaryota. 
 
• Acidófilo extremo: pH < 3. 
 
 
 
Alcalifílico 
 
Organismo que cresce melhor em pH elevado (pH de 8,5 - 11). Inclui 
Bacteria, Archaea e Eukaryota. 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Temperatura 
 
Microrganismos não conseguem regular a sua temperatura interna, de 
modo que necessitam de adaptações para sobreviver em diferentes 
ambientes. 
 
 
Temperatura tem grande efeito nas enzimas microbianas e na sua 
atividade. 
 
Bactérias: crescimento ótimo a 30 ℃. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Temperatura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Temperatura 
 
 
 
Psicrófilo 
 
Organismo capaz de crescer em temperaturas baixas, exibindo um 
crescimento ótimo em temperaturas abaixo de 15 ℃ (mas podem se 
replicar com temperaturas abaixo de 0 ℃). Considerado o organismo 
extremo mais comum e diverso. 
 
 
Psicrotolerante 
 
Organismo capaz de crescer em baixas temperaturas, porém com 
temperatura ótima de crescimento maior que 15 - 20 ℃. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Temperatura 
 
 
 
Mesófilo 
 
Organismo que vive em uma faixa de temperatura próxima àquela 
observada nos animais de sangue quente e que normalmente 
apresenta uma temperatura ótima de crescimento variando entre 20 e 
40 ℃. Microbiota humana e patógenos. 
 
 
Termófilo 
 
Organismo que apresenta uma temperatura ótima de crescimento 
maior que 45 ℃. Principalmente Archaea. 
 
 
Hipertermófilo 
 
Organismo que apresenta temperatura ótima de crescimento maior 
que 80 ℃ (máximo atual 122 ℃). 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Temperatura 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Pressão 
 
A maioria dos microrganismos está exposta à pressão de 
aproximadamente 1 atm. 
 
Barotolerante 
 
Organismo capaz de crescer sob pressões elevadas, embora 
apresentando melhor crescimento a 1 atm. 
 
Barofílico 
 
Organismo que apresenta melhor crescimento sob pressões acima de 
1 atm. 
 
Barófilo extremo 
 
Organismo que necessita de pressão de várias centenas de 
atmosferas para o seu crescimento. 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Pressão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Fatores ambientais - Radiação 
 
A radiação é conhecida por causar mutações e destruir o DNA dos 
organismos vivos, mas a espécie Deinococcus radiodurans é capaz de 
aguentar uma quantidade de raios gamas 3 mil vezes maior do que 
aquela suficiente para matar um ser humano. Estudos revelaram que 
esse organismo é altamente eficiente no reparo de DNA danificado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXTREMÓFILOS: MICRORGANISMOS QUE VIVEM EM CONDIÇÕES EXTREMAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Dopson, Ni e Sleutels (2015). 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Extremófilos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diversidade microbiana 
 
 
Extremófilos - Importância industrial 
Exemplo: PCR. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
PAPEL ECOLÓGICO DOS MICRORGANISMOS 
 
 
 
 
 
 
 
Papel dos microrganismos 
 
 
Importância 
 
Toda a vida no planeta depende em última instância das atividades 
dos microrganismos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Papel dos microrganismos 
 
 
Absorção de energia para o ecossistema 
 
1. A energia é introduzida nos ecossistemas pela luz solar, C 
orgânico e pela redução de substâncias inorgânicas. 
2. A luz é usada pelos fototróficos para produzir ATP e sintetizar 
matéria orgânica nova. Além do C, essa matéria orgânica contém 
N, S, P, Fe e outros elementos. 
3. Essa matéria orgânica, juntamente com a matéria orgânica externa 
que penetra no ecossistema, conduz as atividades catabólicas dos 
organismos quimiorganotróficos. 
4. Estas atividades oxidam a matéria orgânica a CO2 pela respiração, 
ou fermentação em diversas substâncias reduzidas. 
5. Quando presentes e ativos no ecossistema, os quimiolitotróficos 
obtêm sua energia a partir de doadores inorgânicos de elétrons, 
como H2, Fe
2+, S0 ou NH3, contribuindo, assim, com a síntese de 
nova matéria orgânica por meio de suas atividades autotróficas. 
 
 
 
 
Papel dos microrganismos 
 
 
Reciclagem de elementos químicos 
 
Os microrganismos atuam na reciclagem de elementos do solo e da 
atmosfera essenciais para a manutenção da vida (como C, N, S, Fe, P 
e O2). 
 
 
Os microrganismos são os principais responsáveis pela conversão 
desses elementos em formas que possam ser utilizadas por plantas e 
animais. 
 
Exemplo: Importância das bactérias que realizam a fixação biológica 
do N (FBN) em leguminosas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Papel dos microrganismos 
 
 
Reciclagem de elementos químicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Papel dos microrganismos 
 
 
Simbiose 
 
Os microrganismos interagem com outros organismos vivos, incluindo 
através de associações benéficas. 
 
Exemplo 1: A microbiota humana auxilia nos processos digestores 
sintetizando certas vitaminas e outros nutrientes, e compete por 
espaço e recursos com microrganismos patogênicos. 
 
Exemplo 2: Os microrganismos do rúmen realizam a digestão e 
fermentação da celulose. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Papel dos microrganismos 
 
 
Outros papeis de interesse - Benefícios 
 
• Controle de pragas de insetos. 
• Produção de alimentos, antibióticos e biocombustíveis. 
• Biorremediação. 
• Tratamento de esgoto. 
• Importância industrial. 
• Biotecnologia. 
 
 
 
Exemplo: Importânciada produção de insulina por bactérias 
modificadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Papel dos microrganismos 
 
 
Outros papeis de interesse - Malefícios 
 
• Causa de doenças em humanos, animais e plantas. 
 
• Degradação de alimentos e materiais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MICROBIOLOGIA AMBIENTAL 
 
 
 
 
 
BIOFILMES 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Superfícies 
 
• Importantes hábitats microbianos. 
• Oferecem: 
– Maior acesso aos nutrientes. 
– Proteção contra predadores e perturbações físico-químicas. 
– Local para que as células permaneçam em um hábitat favorável 
sem serem removidas. 
– Maiores recursos do que aqueles disponíveis às células 
planctônicas (existência flutuante) em um mesmo ambiente. 
• Podem ser fornecidas por outro organismo ou por um nutriente, 
como uma partícula de matéria orgânica. Em tais superfícies, os 
microrganismos aderidos catabolizam os nutrientes diretamente a 
partir da superfície da partícula. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Biofilmes 
 
• Crescimento bacteriano em superfícies. Ou mais detalhadamente, 
colônias microbianas envoltas por uma matriz adesiva (excretada 
por células e células mortas) e aderidas a uma superfície. 
• Sua matriz é geralmente uma mistura de polissacarídeos, proteínas 
e ácidos nucleicos que unem as células. 
• Normalmente compostos por diversas camadas de células de uma 
ou mais espécies, formando comunidades microbianas funcionais 
coordenadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Formação de um biofilme 
 
Colisão aleatória de células com uma superfície: causa uma fixação 
inicial, com a aderência promovida pela interação entre uma ou mais 
estruturas celulares (como apêndices de proteínas – pili e flagelos – e 
proteínas de superfície celular) e a superfície. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Formação de um biofilme 
 
Expressão de genes específicos: incluem genes codificadores de 
proteínas que sintetizam moléculas de sinalização intercelular e 
produção de polissacarídeos extracelulares que iniciam a formação da 
matriz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Formação de um biofilme 
 
Uma vez comprometida com a formação do biofilme, uma célula 
previamente planctônica perde seus flagelos, tornando-se imóvel. 
Contudo, os biofilmes não são entidades estáticas e as células podem 
ser liberadas da matriz do biofilme em um processo ativo de dispersão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Importância dos biofilmes para os microrganismos 
 
• Mecanismo de autodefesa - Proteção contra forças físicas, 
fagocitose por protozoários e células do sistema imune, e moléculas 
tóxicas (como antibióticos). 
• Permanência em um nicho favorável (como locais ricos em 
nutrientes). 
• Associação estreita entre microrganismos - Comunicação 
intercelular, troca de nutrientes e permuta genética. 
• Forma típica de crescimento microbiano. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Importância clínica e industrial 
 
Os microrganismos apresentam maior tolerância (até 1000 vezes mais) 
a substâncias e estressores antimicrobianos em biofilmes. 
 
• Menor taxa de crescimento. 
• Menor penetração de substâncias antimicrobianas através da matriz 
extracelular. 
• Expressão de genes de aumento da tolerância ao estresse. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Importância clínica 
 
Os biofilmes podem proteger as membranas mucosas de 
microrganismos nocivos. Mas os biofilmes têm sido principalmente 
associados a diversas condições médicas e odontológicas, incluindo 
doenças periodontais, feridas crônicas, cálculos renais, tuberculose, 
doença dos legionários, fibrose cística e infecções por Staphylococcus. 
 
 
Os implantes médicos (como cateteres urinários e próteses articulares) 
são superfícies ideais para o desenvolvimento dos biofilmes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Importância clínica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Importância industrial 
 
Os biofilmes podem retardar o fluxo de água, óleo ou outros líquidos 
por meio dos ductos, podendo acelerar sua corrosão. 
 
Também iniciam a degradação de objetos submersos, como os 
componentes estruturais de plataformas oceânicas de perfuração, 
barcos e instalações costeiras. 
 
Os biofilmes podem ser um importante alimento para os animais 
aquáticos, mas (em alguns casos) a qualidade da água potável pode 
ser comprometida por biofilmes que se desenvolvem em ductos de 
distribuição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Controle de biofilmes 
 
Tema de muitas pesquisas. 
 
 
 
Uma abordagem para prevenir a sua formação é a aplicação de 
antimicrobianos sobre as superfícies nas quais os biofilmes podem se 
formar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Controle de biofilmes 
 
As indústrias tem investido no tratamento de ductos e outras 
superfícies com o intuito de mantê-los livres de biofilmes. 
 
Novos agentes antimicrobianos capazes de penetrar em biofilmes bem 
como fármacos que impeçam sua formação por interferirem com o 
processo de comunicação intercelular estão sendo desenvolvidos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Tapetes microbianos 
 
• Biofilmes extremamente grossos formados por bactérias fototróficas 
(cianobactérias filamentosas) ou quimiolitotróficas (bactérias 
filamentosas oxidantes de enxofre). 
• Podem ter vários centímetros de espessura. 
• Desenvolvem-se somente em ambientes aquáticos onde estresses 
ambientais específicos restringem o alimento e a competição, como 
em hábitats hipersalinos ou geotérmicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Biofilmes 
 
 
Tapetes microbianos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Referências 
 
 
• TORTORA: Caps. 1 (p. 13 - 19), 6 (p. 150 - 157) e 10 (p. 265 - 268). 
 
• MADIGAN: Caps. 1 (p. 6 - 12), 5 (p. 158 - 171), 12 (p. 355 - 359), 18 
e 19 (p. 598 - 607).