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Las interacciones humanas con microbios incluyen tanto usos prácticos y simbólicos de los microbios como interacciones negativas en forma de enfermedades humanas, de animales domésticos y de cultivos.
El uso práctico de los microbios comenzó en la antigüedad con la fermentación en el procesamiento de alimentos ; el pan , la cerveza y el vino se han producido mediante levaduras desde los albores de la civilización, como en el antiguo Egipto . Más recientemente, los microbios se han utilizado en actividades que van desde la guerra biológica hasta la producción de productos químicos por fermentación , a medida que los químicos industriales descubren cómo fabricar una variedad cada vez mayor de productos químicos orgánicos, incluidas enzimas y moléculas bioactivas como hormonas e inhibidores competitivos para su uso como medicamentos. La fermentación también se utiliza para producir sustitutos de los combustibles fósiles en formas como el etanol y el metano ; los combustibles también pueden ser producidos por algas . Los microorganismos anaeróbicos son importantes en el tratamiento de aguas residuales . En la investigación científica, las levaduras y la bacteria Escherichia coli sirven como organismos modelo, especialmente en genética y campos relacionados.
En el aspecto simbólico, un poema temprano sobre la elaboración de cerveza es el sumerio " Himno a Ninkasi ", de 1800 a. C. En la Edad Media , El Decamerón de Giovanni Boccaccio y Los cuentos de Canterbury de Geoffrey Chaucer abordaron el miedo de la gente al contagio mortal y la decadencia moral que podría resultar. Los novelistas han explotado las posibilidades apocalípticas de las pandemias desde El último hombre de Mary Shelley de 1826 y La peste escarlata de Jack London de 1912 en adelante. Hilaire Belloc escribió un poema humorístico sobre "El microbio" en 1912. Las plagas dramáticas y las infecciones masivas han formado las líneas argumentales de muchas películas de Hollywood , comenzando con Nosferatu en 1922. En 1971, La amenaza de Andrómeda contó la historia de un microbio extraterrestre que amenaza la vida en la Tierra. Los microbiólogos desde Alexander Fleming han utilizado colonias de bacterias coloreadas o fluorescentes para crear obras de arte en miniatura.
Los microorganismos como las bacterias y los virus son importantes como patógenos y causan enfermedades a los seres humanos, a los cultivos y a los animales domésticos .
La cultura consiste en el comportamiento social y las normas que se encuentran en las sociedades humanas y se transmiten a través del aprendizaje social . Los universales culturales en todas las sociedades humanas incluyen formas expresivas como el arte , la música , la danza , los rituales , la religión y las tecnologías como el uso de herramientas , la cocina , el refugio y la vestimenta . El concepto de cultura material cubre expresiones físicas como la tecnología, la arquitectura y el arte, mientras que la cultura inmaterial incluye principios de organización social , mitología , filosofía , literatura y ciencia . [1] Este artículo describe los roles que desempeñan los microorganismos en la cultura humana.
Como los microbios no se conocieron hasta la época moderna , aparecen en la literatura anterior de forma indirecta, a través de descripciones de la cocción y la elaboración de cerveza . Solo con la invención del microscopio , utilizado por Robert Hooke en su libro Micrographia de 1665 , [2] y por Antonie van Leeuwenhoek en la década de 1670, [3] la teoría de los gérmenes como causa de enfermedades y el progreso de la microbiología en el siglo XIX, los microbios se pudieron observar directamente, identificar como organismos vivos y utilizar sobre una base científica. [ cita requerida ] El mismo conocimiento también permitió que los microbios aparecieran explícitamente en la literatura y las artes. [4]
La fermentación controlada con microbios en la elaboración de cerveza , vino , panadería , encurtidos y productos lácteos cultivados como el yogur y el queso se utiliza para modificar los ingredientes y elaborar alimentos con propiedades deseables. Los principales microbios implicados son las levaduras , en el caso de la cerveza, el vino y el pan común ; y las bacterias , en el caso de las verduras fermentadas anaeróbicamente , los productos lácteos y el pan de masa madre . Los cultivos proporcionan sabor y aroma, inhiben los patógenos, aumentan la digestibilidad y la palatabilidad, hacen que el pan suba, reducen el tiempo de cocción y crean productos útiles que incluyen alcohol , ácidos orgánicos , vitaminas , aminoácidos y dióxido de carbono . La seguridad se mantiene con la ayuda de la microbiología de los alimentos . [5] [6] [7]
Los procesos de tratamiento oxidativo de aguas residuales dependen de microorganismos para oxidar los componentes orgánicos. Los microorganismos anaeróbicos reducen los sólidos del lodo produciendo gas metano y un residuo mineralizado estéril. En el tratamiento de agua potable , un método, el filtro lento de arena , emplea una capa gelatinosa compleja compuesta por una amplia gama de microorganismos para eliminar tanto el material disuelto como las partículas del agua cruda. [8]
Los microorganismos se utilizan en la fermentación para producir etanol, [9] y en reactores de biogás para producir metano. [10] Los científicos están investigando el uso de algas para producir combustibles líquidos , [11] y bacterias para convertir diversas formas de desechos agrícolas y urbanos en combustibles utilizables . [12]
Los microorganismos se utilizan para muchos fines comerciales e industriales, incluida la producción de sustancias químicas, enzimas y otras moléculas bioactivas, a menudo mediante ingeniería de proteínas . Por ejemplo, el ácido acético es producido por la bacteria Acetobacter aceti , mientras que el ácido cítrico es producido por el hongo Aspergillus niger . Los microorganismos se utilizan para preparar una gama cada vez más amplia de moléculas y enzimas bioactivas. Por ejemplo, la estreptoquinasa producida por la bacteria Streptococcus y modificada por ingeniería genética se utiliza para eliminar coágulos de los vasos sanguíneos de pacientes que han sufrido un ataque cardíaco . La ciclosporina A es un agente inmunosupresor en el trasplante de órganos , mientras que las estatinas producidas por la levadura Monascus purpureus sirven como agentes reductores del colesterol en sangre , inhibiendo competitivamente la enzima que sintetiza el colesterol. [13]
Los microorganismos son herramientas esenciales en biotecnología , bioquímica , genética y biología molecular . Las levaduras de cerveza ( Saccharomyces cerevisiae ) y de fisión ( Schizosaccharomyces pombe ) son importantes organismos modelo en la ciencia, ya que son eucariotas simples que pueden cultivarse rápidamente en grandes cantidades y son fáciles de manipular. [14] Son particularmente valiosos en genética, genómica y proteómica , por ejemplo en la producción de proteínas . [15] [16] [17] [18] La bacteria intestinal Escherichia coli , un procariota , de fácil cultivo , se usa de manera similar como organismo modelo. [19]
Los microbios pueden formar una relación endosimbiótica con organismos más grandes. Por ejemplo, las bacterias que viven dentro del sistema digestivo humano contribuyen a la salud humana a través de la inmunidad intestinal, la síntesis de vitaminas como el ácido fólico y la biotina , y la fermentación de carbohidratos complejos no digeribles . [20] Es posible que sea necesario probar futuros medicamentos y productos químicos alimentarios en la microbiota intestinal ; ya está claro que los suplementos probióticos pueden promover la salud y que los microbios intestinales se ven afectados tanto por la dieta como por los medicamentos. [21]
Los microbios patógenos y las toxinas que producen se han desarrollado como posibles agentes de guerra. [22] Se han practicado formas crudas de guerra biológica desde la antigüedad. [23] En el siglo VI a. C., los asirios envenenaron los pozos enemigos con un hongo que se decía que dejaba al enemigo delirante. [ cita requerida ] En 1346, los cuerpos de los guerreros mongoles de la Horda de Oro que habían muerto de peste fueron arrojados sobre los muros de la ciudad sitiada de Kaffa, en Crimea , posiblemente ayudando a la propagación de la Peste Negra en Europa. [24] [25] [26] [27] Los avances en bacteriología en el siglo XX aumentaron la sofisticación de los posibles bioagentes en la guerra. El sabotaje biológico, en forma de ántrax y muermo , se llevó a cabo en nombre del gobierno imperial alemán durante la Primera Guerra Mundial , con resultados indiferentes. [28] En la Segunda Guerra Mundial , Gran Bretaña utilizó como arma las toxinas de la tularemia , el ántrax , la brucelosis y el botulismo , pero nunca las utilizó. [29] Estados Unidos también exploró agentes de guerra biológica, [30] desarrollando esporas de ántrax, toxinas de la brucelosis y el botulismo para un posible uso militar. [31] Japón desarrolló agentes de guerra biológica, con el uso de experimentos en prisioneros humanos , y estaba a punto de usarlos cuando terminó la guerra. [32] [33] [34] [35] [36]
Al ser muy pequeños y desconocidos hasta la invención del microscopio , los microbios no aparecen directamente en el arte o la literatura antes de la época moderna temprana (aunque aparecen indirectamente en obras sobre elaboración de cerveza y panadería), cuando Antonie van Leeuwenhoek observó microbios en el agua en 1676; sus resultados fueron pronto confirmados por Robert Hooke . [37] Algunas enfermedades importantes como la tuberculosis aparecen en la literatura, el arte, el cine, la ópera y la música . [38]
Las posibilidades literarias de las historias postapocalípticas sobre pandemias (brotes mundiales de enfermedades) se han explorado en novelas y películas desde El último hombre de Mary Shelley de 1826 y La peste escarlata de Jack London de 1912 en adelante. Los escritos medievales que tratan sobre la peste incluyen El Decamerón de Giovanni Boccaccio y Los cuentos de Canterbury de Geoffrey Chaucer : ambos tratan el miedo de la gente al contagio y el declive moral resultante, así como la muerte corporal. [39]
La elaboración de cerveza se celebra en verso desde la época de la antigua Sumeria , alrededor del año 1800 a. C., cuando se inscribió en una tablilla de arcilla el "Himno a Ninkasi ". Ninkasi, diosa tutelar de la cerveza e hija del creador Enki y de la "reina del lago sagrado " Ninki, "maneja la masa y con una gran pala, mezclando en un hoyo, el bappir con miel [de dátiles], ... riega la malta colocada en el suelo, ... empapa la malta en un tarro, ... extiende el puré cocido sobre grandes esteras de juncos, la frescura vence, ... sostiene con ambas manos el gran mosto dulce , elaborándolo con miel". [40]
El vino es un tema frecuente en la literatura inglesa , desde el francés y el italiano con especias como " ypocras ", " claree " y " vernage " en El cuento del mercader de Chaucer en adelante. Falstaff , de William Shakespeare , bebía " sherris sack " español , en contraste con la preferencia de Sir Toby Belch por el " canary ". Las referencias al vino en siglos posteriores se extienden a más regiones vitivinícolas. [41]
El microbio es un poema humorístico de 1912 de Hilaire Belloc , que comienza con los versos "El microbio es tan pequeño / que no puedes distinguirlo en absoluto, / pero muchas personas optimistas esperan / verlo a través de un microscopio". [42] Microbes and Man es un libro "clásico" [43] admirado , publicado por primera vez en 1969, por la "figura paterna de la microbiología británica" [44] [45] John Postgate sobre todo el tema de los microorganismos y sus relaciones con los humanos. [46]
Los microbios aparecen en muchas películas muy dramatizadas. [47] [48] Hollywood se apresuró a explotar las posibilidades de enfermedades mortales, infecciones masivas y reacciones drásticas del gobierno, comenzando en 1922 con Nosferatu , en la que una figura similar a Drácula , el conde Orlok , duerme en un suelo profano contaminado con la Peste Negra , que lleva consigo dondequiera que va. Otra película clásica, El séptimo sello de Ingmar Bergman de 1957 , trata el tema de la plaga de manera muy diferente, con la parca representada directamente por un actor con capucha. Más recientemente, The Andromeda Strain de 1971 , basada en una novela de Michael Crichton , retrató a un microbio extraterrestre que contamina la Tierra. [48]
" A Very Cellular Song ", una canción del álbum The Hangman's Beautiful Daughter de 1968 de la banda de folk psicodélico británica The Incredible String Band , está contada parcialmente desde el punto de vista de una ameba , un protistano . [49] La pandemia de COVID-19 inspiró varias canciones y álbumes. [50] [51]
El arte microbiano es la creación de obras de arte mediante el cultivo de bacterias, normalmente en placas de agar , para formar patrones deseados. Estos pueden elegirse para que emitan fluorescencia bajo luz ultravioleta en diferentes colores. [52] Alexander Fleming , el descubridor de la penicilina , creó "pinturas de gérmenes" utilizando diferentes especies de bacterias que estaban naturalmente pigmentadas en diferentes colores. [53]
Un ejemplo de protista en una obra de arte es la escultura de bronce Amoeba de la artista Louise Bourgeois . Tiene una pátina blanca que se asemeja al yeso y fue diseñada entre 1963 y 1965, basándose en dibujos del vientre de una mujer embarazada que hizo ya en la década de 1940. Según la Tate Gallery , la obra "es una forma orgánica toscamente modelada, sus protuberancias y su única abertura sugieren una criatura viviente en movimiento en las etapas de la evolución". [54]
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Los microorganismos son los agentes causantes ( patógenos ) de muchas enfermedades infecciosas de los seres humanos y los animales domésticos. Las bacterias patógenas causan enfermedades como la peste , la tuberculosis y el ántrax . Los protozoos causan enfermedades como la malaria , la enfermedad del sueño , la disentería y la toxoplasmosis . Los hongos microscópicos causan enfermedades como la tiña , la candidiasis y la histoplasmosis . Los virus patógenos causan enfermedades como la gripe , la fiebre amarilla y el SIDA . [55] [56]
La práctica de la higiene fue creada para prevenir infecciones o el deterioro de los alimentos eliminando microbios, especialmente bacterias, del entorno. [57]
Los microorganismos , incluidas las bacterias , [58] [59] los hongos y los virus son importantes como patógenos de las plantas , que provocan enfermedades en los cultivos . Los hongos causan enfermedades graves en los cultivos, como la roya de las hojas del maíz , la roya del tallo del trigo y el mildiú polvoroso. Las bacterias causan enfermedades de las plantas, incluidas las manchas foliares y las agallas de la corona. Los virus causan enfermedades de las plantas, como el mosaico foliar. [60] [61] El oomiceto Phytophthora infestans causa el tizón de la patata, lo que contribuyó a la Gran Hambruna Irlandesa de la década de 1840. [62]
El virus de la rotura del tulipán desempeñó un papel en la manía de los tulipanes de la Edad de Oro holandesa . El famoso tulipán Semper Augustus, en particular, debía su llamativo patrón a la infección con la enfermedad de la planta, una especie de virus del mosaico , lo que lo convirtió en el bulbo de tulipán más caro de todos los vendidos. [63]
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