Obiettivi della microbiologia: studio dell'impatto dei microrganismi sull'uomo

Uno degli obiettivi dei microbiologi è quello di comprendere come operano i microrganismi e, sulla base di queste conoscenze, trovare modalità per aumentare i loro effetti benefici e, contemporaneamente, ridurre quelli dannosi. Il successo dei microbiologi sul controllo dei microrganismi lo si può vedere nel confronto tra le cause di mortalità negli Stati Uniti oggi e cent'anni fa. All'inizio del XX secolo la principale causa di mortalità era rappresentata dalle malattie infettive, che attualmente rappresentano un problema di minore importanza.
Il controllo delle malattie infettive è stato il risultato di una completa comprensione del processo infettivo, nonché di migliori pratiche sanitarie e della scoperta e uso degli agenti antimicrobici. Tuttavia, ancor'oggi alcuni organismi patogeni possono rilevarsi una grave minaccia, come ad esempio nella sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS). D'altronde, la maggior parte dei microrganismi non sono dannosi, bensì benefici, essendo responsabili di processi di grande valore per la società umana. Tutto il nostro sistema dell'agricoltura dipende in gran parte dalle attività microbiche. Ad esempio, uno dei maggiori raccolti è rappresentato dalle leguminose, piante che vivono in stretta associazione con una specie batterica che forma alle loro radici strutture chiamate noduli. In quest'ultime l'azoto atmosferico (N2) è convertito in un composto azoto fissato (NH3) che può essere utilizzato dalle piante per il loro sviluppo. Altri gruppi microbici di fondamentale importanza in agricoltura sono quelli che intervengono nel processo digestivo degli animali ruminanti. Questi animali hanno uno speciale organo digestivo (stomaco), chiamato rumine, nel quale i microrganismi compiono il processo digestivo della cellulosa. I microrganismi svolgono inoltre un ruolo chiave nel riciclaggio dei nutrienti per la nutrizione delle piante in particolare carbonio, azoto e zolfo: le attività microbiche nel suolo e nelle acque sono in grado di convertire questi elementi, rendendoli accessibili alle piante. I microrganismi, però, posso essere anche dannosi ad animali e a piante, provocando infezioni che hanno una grave ricaduta sul piano economico, come ad esempio la sindrome della “mucca pazza”. Per quanto riguarda l'energia, i microrganismi svolgono un ruolo primario. Gran parte del gas naturale (metano) è un prodotto dell'attività microbica da parte dei batteri metanogeni. Inoltre essi possono essere utilizzati nel trattamento di composti inquinanti prodotti dalle attività umane, processo definito biorisanamento ( o bioremediation). Infine i microrganismi hanno un ruolo cruciale nelle biotecnologie. Infatti le biotecnologie si riferiscono all'uso di microrganismi in processi industriali di larga scala, generalmente geneticamente modificati (ingegneria genica) in grado di sintetizzare specifici prodotti di elevato valore commerciale.