Los microorganismos en la biosfera Flashcards
Importancia de los microorganismos
La gran relevancia de los microorganismos en la biosfera se concreta en estos aspectos:
▪ Su gran diversidad les convierte en habitantes de todos los ecosistemas; desde el aire, el agua o el suelo, hasta la superficie o el interior de otros seres vivos; desde hábitats en los que coexisten con otras formas de vida, hasta entornos con condiciones extremas que solo ellos pueden soportar.
▪ Debido a su gran diversidad metabólica, participan en todos los ciclos de la materia, desarrollan procesos exclusivos como la fotosíntesis anoxigénica o son capaces de utilizar las sustancias inorgánicas como fuente de energía.
▪ Su pequeño tamaño les aporta importantes ventajas fisiológicas como la eficacia en el intercambio de nutrientes con el medio o su extrema tasa de reproducción.
▪ Su modo de vida condiciona la relación con el medio; alteran sus condiciones fisicoquímicas por agotamiento de los nutrientes o por acumulación de desechos producidos.
▪ Los microorganismos autótrofos sintetizan grandes cantidades de materia orgánica, y junto a los heterótrofos son una fuente de alimento para otros organismos
▪ Los microorganismos tienen un papel primordial en la descomposición de las rocas para la generación del suelo vegetal, así como en la formación y descomposición de recursos geológicos como el petróleo o el carbón.
▪ Participan como organismos descomponedores en todas las cadenas tróficas de los ecosistemas, y mineralizan los compuestos orgánicos transformándolos en inorgánicos.
▪ En función de la relación que establecen con otros seres vivos pueden ser parásitos, saprófitos o simbiontes, o pasan de uno a otro en función de las condiciones del medio. Existen microorganismos que ocupan un hábitat exclusivo para evitar la competencia, pero la mayoría la evitan asociándose con otros seres vivos con los que establecen relaciones inofensivas. Muchas bacterias y hongos son beneficiosos e incluso imprescindibles para otros organismos. Algunas bacterias, hongos y protozoos, al igual que todas las formas acelulares como virus, priones y viroides son nocivos
parásitos)
importancia de los microorganismos
crecimiento microbiano
Para su estudio se requiere una población microbiana en crecimiento activo (lo que se conoce como cultivo) que necesita a su vez un medio de cultivo que contenga los nutrientes precisos y mantenga una temperatura y un pH óptimos. En medios de cultivo líquidos el crecimiento se aprecia por un enturbiamiento, mientras que en medios sólidos se ven a simple vista masas celulares o colonias.
Las condiciones para el crecimiento son varias, destacando el pH (en torno a 7 en la mayoría de los casos), la temperatura (adecuada para cada microorganismo, para los del cuerpo humano es de unos 37o C), el oxígeno (algunos son aerobios, otros anaerobios), la luz, etc.
En los laboratorios los microorganismos se cultivan en sistemas cerrados, en los que no se suministran más nutrientes ni se eliminan productos tóxicos, por lo que el crecimiento se da en cuatro fases:
importancia de los microorganismos
crecimiento microbiano
fase de latencia
Desde la inoculación del microorganismo en el medio de cultivo hasta el comienzo del crecimiento.
importancia de los microorganismos
crecimiento microbiano
fase exponencial
Se caracteriza porque el tiempo de generación se mantiene constante. Es típico para cada especie, aunque está influido por las características del medio de cultivo.
importancia de los microorganismos
crecimiento microbiano
fase estacionaria
El crecimiento exponencial no puede ser indefinido porque se agotan los nutrientes o se acumulan los productos tóxicos, por eso hay un intervalo en el que cesa el crecimiento.
importancia de los microorganismos
crecimiento microbiano
fase de muerte
Las células pueden seguir vivas, pero a menudo dejan de metabolizar y mueren
los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos
En la Tierra, la cantidad de materia permanece siempre constante, es decir, no recibe aportes externos como en el caso de la energía. Los componentes de la materia orgánica se acabarían de no ser por el proceso de reciclaje constante que existe en la naturaleza. Hay sustancias minerales que pasan a integrar la materia de los seres vivos.
A su vez, los desechos y los cadáveres sufren transformaciones que devuelven al medio, por distintos caminos, cada uno de esos elementos químicos que componen las sustancias minerales.
Los diversos procesos cíclicos en los que están inmersos cada uno de los componentes de los organismos vivos se denominan ciclos biogeoquímicos. En los ciclos biogeoquímicos desempeñan un papel fundamental los microrganismos, pues intervienen en muchas de sus etapas.
Es el caso de muchas bacterias y hongos que forman el grupo de los descomponedores, que devuelven al medio los componentes de restos vegetales, cadáveres y excrementos.
Los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos
ciclo del carbono
El carbono es el elemento químico más abundante e importante de la materia viva. En la Tierra existen tres reservorios de carbono: las rocas carbonatadas, los combustibles fósiles y la atmósfera.
Podemos resumir el ciclo del carbono en dos subciclos: uno, en el que el carbono es devuelto al medio en un período de tiempo corto (ciclo corto), y otro, en el que es devuelto pasados millones de años (ciclo largo).
Los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos
ciclo del carbono
ciclo corto
En el ciclo corto, los seres vivos son los principales protagonistas, ya que son ellos los que captan y transforman el CO2, que se encuentra en la atmósfera y disuelto en la hidrosfera.
Las plantas en medios terrestres y las algas y cianobacterias en medios acuáticos, son los principales fijadores de CO2. Por la fotosíntesis lo incorporan a la materia orgánica, que sirve de fuente de carbono y energía a los seres heterótrofos. Cuando los seres vivos respiran se desprende CO2 a la atmósfera. Los microorganismos descomponedores; bacterias y hongos, actúan sobre los desechos producidos por los seres vivos y sus restos, para descomponerlos y devolver CO2 al medio por fermentación o por respiración aerobia. Las arqueobacterias metanogénicas utilizan este CO2 para producir metano (CH4), que es reoxidado de nuevo por las bacterias metanotróficas para dar CO2 atmosférico.
Los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos
ciclo del carbono
ciclo largo
A veces, antes de que pueda ocurrir la descomposición, algunos restos orgánicos sufren procesos en los que intervienen microorganismos, que los transforman en combustibles fósiles, como el carbón, petróleo o gas natural. Mediante su combustión se liberará otra vez CO2.
Los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos
ciclo del nitrógeno
- El nitrógeno es un elemento esencial de los aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos y su reservorio principal es la atmósfera (constituye aproximadamente el 78% de los gases atmosféricos), pero las plantas no lo pueden asimilar directamente.
- La fijación del nitrógeno atmosférico (N2) y su transformación en nitrógeno orgánico es realizada por bacterias fijadoras del nitrógeno, que pueden ser bacterias libres como Azotobacter y bacterias asociadas a las raíces de leguminosas como Rhizobium. Producen NH4+ que transforman en unaminoácido.
- El nitrógeno del suelo procede, en su mayor parte, de la descomposición de la materia orgánica, realizada, fundamentalmente por bacterias y hongos
descomponedores que lo liberan en forma de amoniaco (NH3) o ion amonio (NH4+), amonificación. - La nitrificación o producción de nitratos, se produce en dos pasos: las bacterias nitrosificantes (Nitrosomonas) convierten el amoniaco (NH4) en nitrito (NO2-) y las bacterias nitrificantes (Nitrobacter) lo transforman en nitrato (NO3-).
- Cerrando el ciclo, las bacterias desnitrificantes como Pseudomonas, convierten los nitratos en N2, que pasa a la atmósfera.
infecciones por microorganismos
Los microorganismos patógenos son aquellas entidades microscópicas parásitas que causan enfermedades infecciosas. Pueden ser formas acelulares, bacterias, hongos y protozoos.
Existe un grupo de microorganismos, llamados oportunistas, que no suelen ser patógenos, pero que pueden causar una infección cuando las defensas del hospedador están disminuidas.
infecciones por microorganismos
la teoría microbiana de la enfermedad
Tras sus estudios, Koch enunció lo que hoy se conoce como postulados de Koch, que sentaron las bases de la teoría microbiana de la enfermedad; cada enfermedad infecciosa está provocada por un tipo específico de microorganismo.
Los postulados de Koch son:
1. El microbio debe de estar presente en todos los animales que sufran la enfermedad.
2. El microbio se ha de poder aislar del cuerpo del animal enfermo.
3. Al inocular los microbios desarrollados en el cultivo en un animal sano, estos, tienen que causar en él los síntomas de la enfermedad.
4. El microbio se debe poder aislar de nuevo de los animales a los que se inoculó experimentalmente y cultivarse una vez más en el laboratorio.
infecciones por microorganismos
La virulencia de un microorganismo patógeno
La virulencia de un microorganismo patógeno es su capacidad para producir trastornos en el organismo parasitado u organismo hospedador.
Los microorganismos atenuados son aquellos microbios patógenos a los que se ha inhibido su virulencia; esto constituye el principio básico de la vacunación.
La virulencia depende de los siguientes factores de virulencia:
* Poder invasor o capacidad de proliferar en el cuerpo del hospedador, extendiéndose desde el punto de entrada o foco de infección. Para favorecerlo, algunos microorganismos segregan enzimas que degradan tejidos.
Cuando el microorganismo se extiende y afecta a diversos órganos del cuerpo, se habla de infección sistémica.
* Toxigenicidad o capacidad de producir toxinas, que son sustancias químicas venenosas para el hospedador. En muchos casos, el desarrollo de la enfermedad no requiere la presencia del microorganismo en el hospedador, basta con la ingesta de alimentos contaminados con su toxina.
Las toxinas pueden ser de dos tipos:
infecciones por microorganismos
La virulencia de un microorganismo patógeno
exotoxinas
- Son proteínas que produce el microbio y que se liberan al medio.
- Pueden actuar en ausencia del microorganismo productor.
- Pierden su carácter tóxico, por desnaturalización, cuando se calientan.
- Ejemplos: las neurotoxinas, como la toxina botulínica y la toxina tetánica.
