viernes, 4 de junio de 2010

EL MAR


LOS MICOORGANISMOS PUEBLAN EL MAR

Según el último informe del Censo de la Vida Marina, el 90% de la biomasa existente en el mar corresponde a animales diminutos. Estos microorganismos, basamento de la pirámide trófica, son de igual modo esenciales para la vida en todas las partes del planeta, ya sea por encima o por debajo del nivel del mar. Y en el orden de los animales microscópicos que pueblan los océanos prevalecen sobremanera los microbios y otros seres unicelulares. Se calcula que el número de estos especímenes alcanza el quintillón de unidades. En el Censo de la Vida Marina participan hasta 2.000 científicos de 80 países, lo que da una idea de su fiabilidad. La organización ha analizado 1.200 áreas marinas alrededor dell mundo.
Como decimos, los microbios marinos son esenciales en el proceso vital por cuanto se muestran como los actores protagonistas en la conversión del dióxido de carbono atmosférico en simple carbono orgánico inane. Estos microbios canalizan de forma análoga los trasvases de elementos como el azufre, el hierro o el magnesio terrestre. Vemos, con todo ello, la absoluta trascendencia de los microbios en los procesos regenerativos de la biosfera.
Las comunidades microbianas, a pesar del reducido tamaño de sus componentes, llegan a ser tremendamente extensas. Así, por ejemplo, se ha descubierto frente a las costas de Chile y Perú una amalgama de microbios del tamaño de Grecia que podría considerarse el ser vivo más grande del planeta.


DISTRIBUCION DE LOS MICROORGANISMOS EN EL MAR:

Amplias zonas del mar abierto padecen una escasez crónica de sustancias nutritivas lo que hace que, mayoritariamente, nos encontremos con las formas más diminutas de microorganimos. Como consecuencia, es dificil cuantificar su presencia. La microscopía de fluorescencia ha sido uno de los métodos que ha permitido la obtención de datos fiables.
En líneas generales, las cifras más elevadas de microorganismos suelen darse en la zona más superficial, disminuyendo, en mayor o menor cantidad, al aumentar la profundidad, aunque sobre los sedimentos suele observarse un incremento. Según Rheinheimer, en la parte occidental del golfo de Vizcaya, el número total de bacterias desciende desde 804.300 en la superficie hasta100.900 a mil metros de profundidad, reduciéndose la biomasa bacteriana de forma similar (de 14.21 microgramos de C por litro(-1) a 0.73). Así mismo, la concentración de microorganismos es más alta en las zonas cercanas a las costas, para ir disminuyendo de forma drástica a medida que la costa va quedando más alejada.
De todas formas, el estudio de la columna de agua en diversos medios acuáticos y en zonas variadas pone en evidencia una gran diversificación en las cantidades de microorganismos presentes.
Así nos encontramos con que, a pesar de la norma general que nos indica que la concentración de vida microscópica es mucho menor en los mares abisales, estudios realizados en los últimos años, han demostrado que en las zonas de fuentes termales del fondo marino aparecen concentraciones bastante elevadas de microorganismos, teniendo como buen ejemplo datos de zonas del Pacífico cercanas a las Islas Galápagos (a unos 2.500 m de profundidad) que, según Rheinheimer, han dado cifras entre 500.000 y 1.000 millones de bacterias por ml de agua.
Es este de las fuentes termales del fondo marino un caso excepcional y muy interesante desde el punto de vista microbiológico y biológica en general. Las últimas investigaciones indican que una gran cantidad de las bacterias presentes en estas zonas son sulfobacterias quimioautótrofas que oxidan el ácido sulfhídrico procedente de las fallas volcánicas, aunque también las hay que oxidan el hierro o el manganeso e incluso heterótrofas. Estas poblaciones bacterianas constituyen la base nutritiva de extensas poblaciones de bivalvos y crustáceos, grandes gusanos y otros, hasta no hece mucho, desconocidos animales que habitan este particular ecosistema de las fuentes termales del fondo del océano.
En cuanto a las oscilaciones estacionales de los microorganismos que viven en el mar, se ha detectado que son relativamente escasas en las zonas lejanas de tierra firme, a pesar de lo cual, en primavera, verano y otoño suelen encontrarse valores algo más altos que en los meses de invierno.
En los mares con acusadas diferencias de densidad, las más altas concentraciones de bacterias suelen darse en las capas límite entre masas de agua de diferente temperatura y concentración salina. Esto se debe a que en estas zonas, las diferencias de densidad representan un obstáculo para la precipitación, tanto de bacterias como de partículas en suspensión. Por ello, además, se dan también aquí unas más favorables condiciones de alimentación y las bacterias, no sólo aumentan de número de forma pasiva sino que pueden reproducirse con mayor facilidad. Los vientos y las mareas pueden alterar estas estratificaciones del agua de forma más o menos temporal, variando por ello la distribución de los micoorganismos.
De acuerdo con todo esto, aunque no hay aun demasiados datos sobre el número total de bacterias, el recuento de bacterias saprofítas, mucho mejor estudiadas, es básicamente más elevado en las aguas costeras que en mar abierto y, generalmente, desciende bruscamente a medida que aumenta la distancia a la costa.
En estos momentos no se reconoce ningún género bacteriano definido como netamente marino por lo que, como ya hemos indicado, resulta del todo razonable preguntarse si realmente existen bacterias especificamente marinas. Lo único que presentan en común la mayoría de los aislados de las zonas marinas es su capacidad para sobrevivir y crecer en el agua del mar. Muchos de estos aislados exigen una concentración determinada de ClNa cuando se les aisla por primera vez y muchos son también psicrotrofos o claramente psicrófilos.
Las bacterias que con mayor frecuencia se aislan del medio marino son bacilos gram-negativos y casi un 90% de ellos corresponden a los géneros Vibrio, Pseudomonas, Flavobacterium y organismos relacionados. En el Plancton hay también muchas bacterias de pequeño tamaño (0.2-0.5 micrometros) no identificadas que presentan su pareded celular con estructura gram-negativa. Los sedimentos, por el contrario, contienen un porcentaje muy superior de gérmenes gram-positivos, sobre todo del género Bacillus.
Los hongos son mucho menos abundantes proporcionalmente en el medio marino que en aguas dulces y prevalecen en zonas de descomposición reciente de residuos vegetales.
Se han encontrado levaduras en concentraciones bajas en profundidades de hasta 3.000 m pero son más abundantes en aguas costeras y aparecen muy a menudo asociadas a los dinoflagelados.

LOS MICROORGANISMOS DEL SUELO

LOS MICROORGANISMOS DEL SUELO

La importancia de los microorganismos en ambientes naturales deriva de su cantidad, diversidad y, sobre todo, de su gran espectro de actividades que, en la mayoría de los casos, repercuten en los seres superiores con los cuales comparte un determinado hábitat. Concretamente en el suelo, los microorganismos desarrollan una amplia gama de acciones que inciden en el desarrollo y nutrición vegetal. Sin embargo, el nivel de actividad de las poblaciones microbianas de diversos suelos es muy bajo, salvo en el microhábitat donde haya una suficiente cantidad de fuente de carbono metabolizable (C-lábil). Cuando se introducen plantas en el sistema, la situación de los microbios cambia drásticamente, ya que las plantas son las principales suministradoras de sustratos energéticos al suelo, de los que los microorganismos se aprovechan cuando se encuentran en la zona próxima a la raíz y proliferan en ella (Barea y Olivares,, 1998).

LA IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS COMO INDICADORES DE LA CALIDAD DE SUELOS
La fertilidad y el funcionamiento de los suelos dependen en una gran proporción de las propiedades bioquímicas y microbiológicas, ya que son muy importantes para definir las principales funciones edáficas: productiva, filtrante y degradativa. Por lo tanto, la actividad biológica y bioquímica del suelo es de importancia capital en el mantenimiento de la fertilidad de los hábitat terrestres y consecuentemente del funcionamiento de los ecosistemas forestales y agrícolas.

Indicadores microbiológicos y bioquímicos

Bacterias:
Expresa el número de unidades formadoras de colonias por gramo de suelo. Es un indicador que refleja la población potencial de las bacterias en un determinado suelo, especialmente aquellas que ocupan diferentes nichos o habitats en forma saprofítica. La función básica de las bacterias es la descomposición y mineralización de los residuos orgánicos, de donde obtienen su fuente energética y alimenticia. Mediante su metabolismo liberan al medio sustancias como enzimas, proteínas, reguladores de crecimiento, metabolitos y algunos nutrientes. Los beneficios de las bacterias para los cultivos se relacionan con un incremento en la cantidad de raíces y un aporte importante de elementos básicos para el desarrollo y producción.
El número de bacterias tiene una estrecha relación con algunas propiedades físicas del suelo, como la textura, estructura, porosidad, aireación y retención de humedad, ya que su actividad se beneficia con una mayor disponibilidad de oxígeno, principalmente en aquellos suelos con poca compactación y sin excesos de agua.
Dentro de las propiedades químicas que favorece la actividad de las bacterias se encuentra un pH cercano a la neutralidad, una baja acidez, altos contenidos de materia orgánica y alta disponibilidad de algunos elementos necesarios para su metabolismo, como N, Ca y Mg.

Hongos:
Es un indicador que refleja la población potencial de los hongos en un determinado suelo (unidades formadoras de colonias por gramo del sustrato), especialmente aquellos que ocupan diferentes nichos o habitats en forma saprofítica.
La función básica de los hongos es la descomposición y mineralización de los residuos orgánicos frescos o recién incorporados al suelo, por esto se les conoce como descomponedores primarios que mediante su metabolismo libera gran cantidad de enzimas capaces de destruir compuestos de estructuras complejas, para así obtener su fuente energética y alimenticia. Además liberan al medio proteínas, reguladores de crecimiento, metabolitos y algunos nutrientes.
Los beneficios de los hongos para los cultivos se relacionan con un incremento en la cantidad de raíces, una protección al ataque de fitopatógenos y un aporte importante de elementos básicos para el desarrollo y producción.

Biomasa microbiana:
La biomasa microbiana es el componente más activo del suelo, forma parte del “pool” de la materia orgánica y cumple una función muy importante en el humus, ya que interviene en los procesos de mineralización de nutrientes (Duchaufour, 1984), una vez muertos ponen a disposiciónde otros microorganismos y de las plantas los nutrientes contenidos en los restos microbianos (Jenkinson y Ladd, 1981) y, por otro lado, también participan en la inmovilización. Así, los ciclos de algunos nutrientes mayoritarios, como el carbono, demuestran que la biomasa microbiana es clave en la dinámica de los nutrientes esenciales en el sistema edáfico; por ello, algunos autores afirman que la biomasa microbiana y su actividad en el suelo puede ser empleada como índice de comparación entre sistemas naturales o como indicador de las variaciones sufridas en el equilibrio de un suelo debido a la presencia de agentes nocivos o su manejo productivo (Doran et al., 1994). Es decir, que los parámetros microbiológicos, y por lo tanto bioquímicos, sirven para indicar posibles cambios netos en el equilibrio del suelo que no podrían detectarse con métodos tradicionales (Brookes, 1985; Doran et al., 1994; García y Hernández, 2000).

Respiración microbiana:
La actividad microbiana del suelo puede ser estimada indirectamente en la determinación de la respiración basal. Esta consiste en determinar la producción de O2 en el medio o bien la concentración de CO2 desprendido (función de la actividad biológica y del contenido del suelo en
carbono orgánico fácilmente mineralizable), mediante la técnica de incubación estática que captura el producto de mineralización en una solución alcalina durante un periodo de tiempo bajo condiciones ambientales óptimas (Alef y Nannipieri, 1995; García et al., 2003).

UTILIDAD DE LOS MICROORGANISMOS


UTILIDAD DE LOS MOCROORGANISMOS...


Los microorganismos que sintetizan productos útiles para el hombre representan, como máximo, unos pocos centenares de especies de entre las más de 100000 descritas en la Naturaleza. Los pocos que se han encontrado con utilidad industrial son apreciados por elaborar alguna sustancia que no se puede obtener de manera fácil o barata por otros métodos.



1.- Levaduras:

Las levaduras se vienen utilizando desde hace miles de años para la fabricación de pan y bebidas alcohólicas. La levadura que sin duda fué la primera y aún hoy en día sigue siendo la más utilizada por el hombre es Saccharomyces cerevisiae de la que se emplean diferentes cepas para la fabricación de cerveza, vino, sake, pan y alcoholes industriales. Kluyveromyces fragilis es una especie fermentadora de la lactosa que se explota en pequeña escala para la producción de alcohol a partir del suero de la leche. Yarrowia lipolytica es una fuente industrial de ácido cítrico. Trichosporum cutaneum desempeña un importante papel en los sistemas de digestión aeróbica de aguas residuales debido a su enorme capacidad de oxidación de compuestos orgánicos, incluídos algunos que son tóxicos para otras levaduras y hongos, como los derivados fenólicos.


2.- Hongos filamentosos:

Los hongos tienen una gran importancia económica, no tan sólo por su utilidad, sino también por el daño que pueden causar. Los hongos son responsables de la degradación de gran parte de la materia orgánica de la Tierra, una actividad enormemente beneficiosa ya que permite el reciclaje de la materia viva. Por otro lado, los hongos causan gran cantidad de enfermedades en plantas y animales y pueden destruir alimentos y materiales de los que depende el hombre.Los efectos perjudiciales de los hongos están contrarrestados por su utilización industrial. Los hongos son la base de muchas fermentaciones como la combinación de soja, habichuelas, arroz y cebada que dan lugar a los alimentos orientales miso, shoyu y tempeh. Los hongos son también la fuente de muchos enzimas comerciales (amilasas, proteasas, pectinasas), ácidos orgánicos (cítrico, láctico), antibióticos (penicilina), quesos especiales (Camembert, Roquefort) y, evidentemente, de las setas.


3.- Bacterias:

Entre las especies bacterianas de interés industrial están las bacterias del ácido acético, Gluconobacter y Acetobacter que pueden convertir el etanol en ácido acético. El género Bacillus es productor de antibióticos (gramicidina, bacitracina, polimixina), proteasas e insecticidas. Del género Clostridium cabe destacar Clostridium acetobutylicum que puede fermentar los azúcares originando acetona y butanol. Las bacterias del ácido láctico incluyen, entre otras, las especies de los géneros Streptococcus y Lactobacillus que producen yogur. Corynebacterium glutamicum es una importante fuente industrial de lisina. El olor característico a tierra mojada se debe a compuestos volátiles (geosmina) producidos por Streptomyces aunque su principal importancia radica en la producción de antibióticos como anfotericina B, kanamicina, neomicina, estreptomicina, tetraciclina, etc.

LOS MICROORGANISMOS EN LA INDUSTRIA


LOS MICROORGANISMOS EN LA INDUSTRIA


Existen una serie de características que comparten todos los microorganismos y que suponen ciertas ventajas para su uso en la industria. la más fundamental, el pequeño tamaño de la célula microbiana y su correspondiente alta relación de superficie a volumen. Esto facilita el rápido transporte de nutrientes al interior de la célula y permite, por consiguiente, una elevada tasa metabólica. Así, la tasa de producción de proteína en las levaduras es varios órdenes de magnitud superior que en la planta de soja, que, a su vez, es 10 veces más alta que en el ganado. Esta velocidad de biosíntesis microbiana extremadamente alta permite que algunos microorganismos se reproduzcan en tan solo 20 minutos (Escherichia coli).

Los ambientes capaces de albergar vida microbiana son muy variados. Se han encontrado especies que viven a temperaturas comprendidas entre el punto de congelación del agua y el punto de ebullición, en agua salada y dulce, en presencia y en ausencia de aire. Algunos han desarrollado ciclos de vida que incluyen una fase de latencia en respuesta a la falta de nutrientes: en forma de esporas permanecen inactivos durante años hasta que el medio ambiente, más favorable, permita el desarrollo de las células. Los microorganismos se hallan capacitados para acometer una extensa gama de reacciones metabólicas y adaptarse así a muchas fuentes de nutrición. Versatilidad que hace posible el que las fermentaciones industriales se basen en nutrientes baratos.

Un microorganismo de uso industrial debe producir la sustancia de interés; debe estar disponible en cultivo puro; debe ser genéticamente estable y debe crecer en cultivos a gran escala. Otra característica importante es que el microorganismo industrial crezca rápidamente y produzca el producto deseado en un corto período de tiempo. El microorganismo debe también crecer en un relativamente barato medio de cultivo disponible en grandes cantidades. Además, un microorganismo industrial no debe ser patógeno para el hombre o para los animales o plantas.

Otro requisito importante es la facilidad de separar las células microbianas del medio de cultivo; la centrifugación es dificultosa o cara a gran escala. Los microorganismos industriales más favorables para esto son aquellos de mayor tamaño celular (hongos filamentosos, levaduras y bacterias filamentosas) ya que estas células sedimentan más fácilmente que las bacterias unicelulares e incluso son más fáciles de filtrar.