Microbiología del suelo Flashcards
1
Q
Los dos ambientes terrestres son:
A
▪ El suelo
▪ El agua que encontramos dentro del suelo en los lechos rocosos.
2
Q
En los ambientes terrestres encontramos
A
hábitats microbianos extensos en la tierra, y están en dos ambientes terrestres que son semejantes en la falta de luz solar, son periódicamente o permanentemente anóxicos y poseen otras condiciones físicoquímicas en común.
3
Q
El término suelo se refiere al
A
material exterior suelto de la superficie de la Tierra, una capa distinta del lecho rocoso subterráneo.
4
Q
El suelo se ha desarrollado durante largos períodos de tiempo, por medio de
A
interacciones complejas entre el material geológico parental (rocas, arena, aluviones glaciales, etc.), la topografía, el clima y la presencia de actividades de los organismos vivos.
5
Q
Los suelos pueden ser divididos en dos grandes grupos:
A
1.Suelos minerales
2.Suelos orgánicos
6
Q
Suelos minerales
A
que son derivados de la desagregación de las rocas y otros materiales inorgánicos.
7
Q
Suelos orgánicos
A
que son derivados de la sedimentación en pantanos y marismas.
8
Q
¿Qué tipo de suelos predominan en la mayoría de los ambientes terrestres?
A
Los suelos minerales predominan en la mayoría de los ambientes terrestres.
9
Q
¿Por qué es importante el interés en los suelos orgánicos en el contexto del cambio climático?
A
Es importante debido al papel que los suelos orgánicos desempeñan en el almacenamiento de carbono, lo cual es crucial para la ciencia del cambio climático.
10
Q
¿Qué es un sumidero de carbono?
A
Un sumidero de carbono es un sistema natural o artificial que absorbe más dióxido de carbono (CO2) del que emite, ayudando a reducir la concentración de CO2 en la atmósfera.
11
Q
Los suelos vegetales son compuestos por lo menos de cuatro componentes:
A
Agua y aire
Microorganismos y organismos macroscópicos
Materia mineral inorgánica
Materia orgánica
12
Q
Suelos de diferentes clases de textura reciben denominaciones
A
“arcilla-arenosa” o “limo-arcilla”, con base en el porcentaje de arena, limo y arcilla que contienen. Un suelo donde no predomine cualquier tamaño de partícula es denominado franco.
13
Q
¿Qué tipos de procesos contribuyen a la formación del suelo?
A
Los procesos físicos, químicos y biológicos contribuyen a la formación del suelo.
14
Q
¿Qué revela el examen de prácticamente cualquier roca expuesta?
A
Revela la presencia de algas, líquenes o musgos.
15
Q
¿Qué tipo de organismos son las algas, líquenes y musgos mencionados en el texto?
A
Son organismos fototrófos.
16
Q
¿Cómo contribuyen los organismos fototrófos a la formación del suelo?
A
Producen materia orgánica que sustenta el crecimiento de bacterias y hongos quimioorganotróficos.
17
Q
¿De qué se componen las comunidades más complejas de quimioorganotróficos?
A
Se componen de bacterias, arqueas y eucariotas.
18
Q
¿Cómo contribuye el CO2 producido durante la respiración a la disolución de las rocas?
A
El CO2 se disuelve en agua para formar ácido carbónico (H2CO3), que disuelve lentamente las rocas, especialmente las que contienen piedra caliza (CaCO3).
19
Q
¿Qué efecto tienen los ácidos orgánicos excretados por muchos quimioorganotróficos en las rocas?
A
Promueven la disolución de la roca, dando lugar a la formación de partículas más pequeñas.
20
Q
¿Qué organismos se desarrollan a medida que aumenta la colonización de algas, líquenes y musgos?
A
Bacterias, arqueas y eucariotas quimioorganotróficos se desarrollan a medida que aumenta la colonización de algas, líquenes y musgos.
21
Q
¿Qué tipo de rocas se disuelven más fácilmente con la formación de ácido carbónico?
A
Las rocas que contienen piedra caliza (CaCO3) se disuelven más fácilmente.
22
Q
¿Qué rol juegan los quimioorganotróficos en la formación del suelo?
A
Los quimioorganotróficos excretan ácidos orgánicos que promueven la disolución de la roca, contribuyendo a la formación de partículas más pequeñas y, por lo tanto, a la formación del suelo.
23
Q
¿Cómo auxilian los procesos abióticos como el congelamiento y el deshielo en la formación del suelo?
A
: Auxilian al generar grietas en las rocas, facilitando la formación del suelo.
24
Q
¿Qué ocurre cuando las partículas generadas por procesos abióticos se combinan con la materia orgánica?
A
Se origina un suelo bruto en las grietas de las rocas, donde las plantas pioneras pueden desarrollarse.
25
¿Cómo contribuyen las raíces de las plantas al proceso de formación del suelo?
Las raíces penetran en las grietas, aumentando la fragmentación de la roca y promoviendo el desarrollo de la rizosfera con alta abundancia de células microbianas.
26
¿Qué sucede con los restos de las plantas cuando mueren?
Los restos de las plantas se adicionan al suelo y se transforman en nutrientes que permiten un desarrollo microbiano más intenso.
27
¿Qué papel juega la percolación del agua en el transporte de minerales en el suelo?
La percolación del agua transporta algunas de las sustancias solubilizadas hacia regiones más profundas del suelo.
28
Los animales del suelo, como las lombrices de tierra, colonizan el suelo y desempeñan un papel importante
manteniendo las capas superficiales del suelo mezcladas y aireadas. Eventualmente, el movimiento descendente del compuesto resulta en la formación de capas del suelo (perfil del suelo).
29
La velocidad de desarrollo de un perfil de suelo típico depende de
factores climáticos y otros, este proceso puede tardar de cientos a miles de años.
30
Los nutrientes limitantes en suelos son muchas veces nutrientes inorgánicos, como
el fósforo y nitrógeno, principales componentes de varias clases de macromoléculas.
31
El agua es
es un componente altamente variable del suelo, y solo el contenido del agua en el suelo depende de la composición del suelo, precipitación, drenaje y cobertura vegetal.
32
El agua es retenida en el suelo de dos maneras:
✓ Adsorción en superficies
✓ Agua libre en capas finas o películas entre partículas del suelo.
33
¿Qué ocurre con el oxígeno en suelos inundados?
El único oxígeno presente es el que se disuelve en el agua, y puede ser rápidamente consumido por la microbiota residente.
34
¿Qué sucede en los suelos después de que el oxígeno disuelto en el agua es consumido?
Los suelos se tornan anóxicos y muestran cambios profundos en sus actividades biológicas.
35
¿Cómo afecta la falta de oxígeno a las actividades biológicas en los suelos inundados?
La falta de oxígeno, o condiciones anóxicas, provoca cambios profundos en las actividades biológicas de los suelos.
36
¿Cuál es el papel del agua en los canales mayores del suelo?
El gran flujo de agua en los canales mayores es importante para el transporte rápido de microorganismos y de sus sustratos y productos
37
¿Por qué es importante el transporte rápido de microorganismos y sus sustratos y productos en suelos inundados?
El transporte rápido es crucial para la distribución de microorganismos y la difusión de sus sustratos y productos, lo que afecta la dinámica y la función del ecosistema del suelo.
38
¿Cuál es el rol colectivo de los microorganismos en la naturaleza?
Los microorganismos presentan una gran diversidad metabólica y son los principales catalizadores del ciclo de nutrientes en la naturaleza.
39
¿Qué factores controlan las tasas de actividades microbianas?
Las tasas de actividades microbianas son controladas por los nutrientes y por las condiciones de crecimiento que prevalecen en sus hábitats.
40
¿Cómo pueden afectar diversos factores la actividad microbiana?
Dependiendo de diversos factores, la actividad microbiana puede tener un impacto mínimo o profundo, disminuyendo o aumentando las actividades microbianas o de los macroorganismos que coexisten con ellos.
41
¿Qué papel juegan los microorganismos en el ciclo de nutrientes?
Los microorganismos actúan como los principales catalizadores del ciclo de nutrientes en la naturaleza.
42
¿Qué puede provocar cambios en las actividades de los macroorganismos que coexisten con los microorganismos?
La actividad microbiana puede provocar cambios, disminuyendo o aumentando las actividades de los macroorganismos que coexisten con ellos, dependiendo de diversos factores.
43
¿Cómo se introduce la energía en los ecosistemas?
La energía se introduce en los ecosistemas por la luz solar, carbono orgánico y por la reducción de sustancias inorgánicas.
44
¿Qué hacen los organismos fototróficos con la luz solar?
Los fototróficos utilizan la luz solar para producir ATP y sintetizar nueva materia orgánica.
45
Además del carbono (C), ¿qué otros elementos están presentes en la materia orgánica nueva?
La materia orgánica nueva contiene N, S, P, Fe y otros elementos de la naturaleza.
46
¿Cómo contribuyen los quimioorganotróficos a los ecosistemas?
Los quimioorganotróficos realizan actividades catabólicas que oxidan la materia orgánica a CO2 mediante la respiración o fermentación, en varias sustancias reducidas.
47
¿De dónde obtienen su energía los quimiolitotróficos y qué contribución hacen al ecosistema?
Los quimiolitotróficos obtienen su energía de donadores inorgánicos de electrones como H2, Fe2+, S0 o NH3, y contribuyen a la síntesis de nueva materia orgánica a través de sus actividades autótrofas.
48
¿Qué es un ciclo biogeoquímico?
Un ciclo biogeoquímico describe las transformaciones de un elemento, catalizadas por agentes tanto biológicos como químicos (o ambos).
49
¿Qué papel desempeñan los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos?
Los microorganismos desempeñan un papel esencial en el ciclo de varios elementos, incluyendo el ciclo del carbono (C), nitrógeno (N), azufre (S) y hierro (Fe), entre sus diferentes formas químicas.
50
¿Por qué son importantes los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos?
Porque en muchos casos, los microorganismos son los únicos agentes biológicos capaces de regenerar las formas de los elementos necesarias para otros organismos, particularmente las plantas.
51
¿Qué elementos mencionados en el texto están involucrados en los ciclos biogeoquímicos catalizados por microorganismos?
Los elementos mencionados son el carbono (C), nitrógeno (N), azufre (S) y hierro (Fe).
52
¿Por qué los ciclos biogeoquímicos son a menudo denominados ciclos de nutrientes?
Porque son reacciones que generan importantes nutrientes para otros organismos.
53
¿Qué tipo de reacciones están comúnmente involucradas en los ciclos biogeoquímicos a medida que un elemento se transfiere a través del ecosistema?
Las reacciones de oxidación-reducción están comúnmente involucradas en los ciclos biogeoquímicos.
54
¿Cómo se relaciona la oxidación del H2S con el ciclo del azufre?
El H2S es oxidado por diversos microorganismos en azufre elemental y sulfato, este último es un nutriente esencial para las plantas.
55
¿Qué tipo de organismos afectan el ciclo del carbono al producir carbono orgánico nuevo a partir de CO2?
Fototróficos y quimiolitotróficos, que son organismos autotróficos.
56
¿Cómo se cierra el ciclo biogeoquímico del azufre?
El sulfato puede ser reducido a ácido sulfhídrico por la actividad de las bacterias reductoras de sulfato y organismos que consumen carbono orgánico. Esta reducción cierra el ciclo biogeoquímico del azufre, regenerando el CO2.
57
¿Qué tipo de organismos dirigen el ciclo del nitrógeno y cómo contribuyen a la regeneración de formas de nitrógeno utilizables para las plantas y otros organismos?
El ciclo del nitrógeno es dirigido por bacterias quimiolitotróficas o quimioorganotróficas, que producen y consumen carbono orgánico, respectivamente. Contribuyen a la regeneración de formas de nitrógeno utilizables para las plantas y otros organismos.
58
Interacciones microbianas
-Los microorganismos han evolucionado al interactuar con el mundo inorgánico y con organismos superiores, y desempeñan
en gran medida funciones beneficiosas y vitales.
* Al interactuar con otros organismos y su entorno, también contribuyen al funcionamiento de los ecosistemas, o comunidades
biológicas autorreguladoras y su entorno físico.
59
Los microorganismos pueden asociarse físicamente con otros organismos de diversas formas
-Un organismo puede ubicarse en la superficie deotro, como un ectosimbionte. En este caso, el ectosimbionte suele ser un organismo más pequeño ubicado en la superficie de un organismo más
grande.
-Un organismo puede ubicarse dentro de
otro organismo como un endosimbionte.
60
Thiothrix: ecto/endosimbiosis
-Es bacteria que usa azufre, está adherida a
la superficie de una larva de efímera y que a
su vez contiene una bacteria parasitaria.
▪ Los hongos asociados con las raíces de las
plantas (hongos micorrízicos) a menudo
contienen bacterias endosimbióticas, ademásde tener bacterias que viven en sus
superficies.
61
El suelo es el hábitat para:
hongos, protozoos, insectos, nematodos, gusanos y muchos otros animales. Los virus también están presentes en los suelos. Esta comunidad biológica contribuye a la formación, mantenimiento de los suelos.
62
La mayoría de los suelos están dominados por
materiales geológicos inorgánicos, que son modificados por la
comunidad biótica, incluidos los microorganismos y las
plantas, para formar suelos.
63
Los suelos normalmente no están saturados de agua
lo que hace posible que el oxígeno penetre en los conductos
y poros.
64
Otro factor que afecta los niveles de oxígeno y CO2 en un suelo son
las raíces de las plantas. Las raíces de las
plantas que crecen en suelos aireados normales también consumen oxígeno y liberan CO2, lo que influye en las concentraciones de estos gases en el entorno de las raíces.
65
La mayoría de las bacterias del suelo se encuentran en la superficie de las partículas del suelo y requieren agua y nutrientes que deben ubicarse en sus inmediaciones.
Las bacterias se encuentran con mayor frecuencia en superficies dentro de los poros
del suelo más pequeños (de 2 a 6 nm de diámetro). Aquí es probable que sean menos propensos a ser devorados por
protozoos
66
Los hongos filamentosos terrestres atraviesan áreas abiertas
entre partículas o agregados del suelo llamados
PEDs, y están
expuestos a altos niveles de oxígeno. Estos hongos tenderán a
oscurecerse y formar estructuras impermeables al oxígeno que
incluyen esclerocios y cordones hifales.
67
Los microorganismos se agregan constantemente a los suelos a
partir del
agua, el viento, el polvo, las plantas y las fuentes animales. La mayoría de estos microorganismos añadidos no
sobrevivirán, ya sea superados por los microbios autóctonos o
consumidos por depredadores como los protozoos.
68
Las poblaciones microbianas en los suelos pueden ser muy
elevadas.
En un suelo superficial, la población bacteriana puede aproximarse a 10(8) a 10(9) células por gramo de peso seco de suelo medido microscópicamente. Los hongos
pueden estar presentes hasta en varios cientos de metros de hifas por gramo de suelo.
69
El hongo Armillaria bulbosa
que vive asociado con las raíces de
los árboles en los bosques. Se ha descubierto un clon individual
de Armillaria que cubre unos 30 acres en la península superior de Michigan. Se estima que pesa un mínimo de 100 toneladas (una
ballena azul adulta puede pesar 150 toneladas) y tener al menos 1.500 años. Por lo tanto, algunos micelios de hongos se
encuentran entre los organismos vivos más grandes y antiguos de la Tierra
70
Las bacterias grampositivas son
una parte importante de la comunidad microbiana del suelo
-Incluyen las verdaderas bacterias filamentosas o actinomicetos. Estas bacterias juegan un papel importante en la degradación de hidrocarburos, materiales vegetales más antiguos y humus del
suelo. Además, algunos miembros de estos grupos degradan activamente los plaguicidas.
71
Los actinomicetos filamentosos, principalmente del género Streptomyces,
producen un compuesto que
causa olor llamado geosmina, que da a los suelos su característico olor a tierra.
72
Las plantas son la principal fuente de materia orgánica de la que dependen la mayoría de los microorganismos del suelo,
suelo, por ello están fuertemente
colonizadas. Los microorganismos de diversos tipos están asociados con la hojas, tallos, flores, semillas y raíces.
73
Microorganismos en el exterior de las plantas
Las plantas están cubiertas por microorganismos, tanto
en lo anterior como en superficies subterráneas. Estos microbios suelen ser simples comensales; en algunos
casos pueden volverse parásitos o patógenos, especialmente cuando la superficie de la planta ha sido dañada.
74
Un proceso crítico que ocurre en la superficie de la planta, y particularmente en la zona de la raíz,
se encuentra la fijación asociativa de nitrógeno, en la que el microorganismo fijador de nitrógeno se encuentra en la superficie de la raíz de la planta, el
rizoplano, así como en la rizosfera.
75
Además de los microorganismos que crecen en la superficie de una planta, muchos microbios interesantes e importantes crecen dentro de las plantas.
Estas asociaciones dependen de señales químicas complejas, lo que indica que estas relaciones son muy antiguas.
76
Varios géneros microbianos pueden formar nódulos fijadores de nitrógeno con legumbres.
Estos incluyen
Allorhizobium, Azorhizobium, Bradyrhizobium,
Mesorhizobium, Sinorhizobium y Rhizobium.
77
El género Rhizobium es un miembro destacado de la comunidad de la rizosfera.
Esta bacteria también puede
establecer una asociación simbiótica con leguminosas y fijar nitrógeno para su uso por la planta. Rhizobium infecta y nodulo leguminosas hospedantes específicas.
78
Hongos y bacterias especializados pueden vivir dentro de algunas plantas como endófitos y puede ser beneficioso.
Los hongos clavicipitáceos especializados forman infecciones fúngicas sistémicas en las que el endófito crece entre las células de la corteza de la planta. Las plantas infectadas con estos endófitos pueden ser menos susceptibles al ataque de varios insectos masticadores debido a la producción de alcaloides, una forma de "defensa química".
79
Rhizobium leguminosarum puede formar una asociación endofítica natural
con las raíces del arroz.
Esta interacción, que se observó por primera vez en el delta del Nilo, está respaldada por la rotación del trébol con el
arroz.
80
La asociación promueve el crecimiento de
raíces y brotes de arroz, lo que resulta en
un mayor rendimiento de grano de arroz
en la madurez.
La asociación arroz/Rhizobium/trébol proporciona aproximadamente una cuarta parte del nitrógeno que necesita el cultivo de arroz.
81
Micorrizas
Las micorrizas son asociaciones de hongos y raíces. Estos microorganismos contribuyen al funcionamiento de las plantas en entornos naturales, agricultura y
recuperación. Las raíces de aproximadamente el 95% de todos los tipos de plantas vasculares están normalmente involucradas en asociaciones simbióticas
con micorrizas. Se han descrito cinco asociaciones de micorrizas. Estos incluyen hongos septados y no septados.
82
Las bacterias también tienen relación con los hongos micorrízicos.
A medida que la red de hifas externa se
irradia hacia el suelo, se forma una micorrizosfera debido al flujo de carbono desde la planta hacia la red de hifas de
micorrizas y luego hacia el suelo circundante.
83
Estas “bacterias auxiliares de la micorrización” (MHB)
pueden desempeñar un papel en el desarrollo de las relaciones micorrízicas con el hongo ectomicorrízico. Los
simbiontes bacterianos también se encuentran en el citoplasma de los hongos AM.
84
En la asociación de las endomicorrizas las hifas fúngicas
penetran en las células corticales externas de la raíz de la planta, donde crecen intracelularmente y forman espirales,
hinchazones o ramas diminutas.
85
Las micorrizas endotróficas
se encuentran en el trigo, el maíz,
los frijoles, los tomates, las manzanas, las naranjas y muchos otros cultivos comerciales, así como en la mayoría de los
pastos. Una estructura intracelular característica es la arbuscule y, por lo tanto, las endomicorrizas a menudo se
denominan micorrizas arbusculares u hongos AM.
86
Importancia de las Micorrizas
Dependiendo del entorno de la planta, las micorrizas pueden aumentar la competitividad de una planta.
▪ En ambientes húmedos aumentan la disponibilidad de nutrientes, especialmente fósforo.
▪ Estos beneficios tienen distintos costos de energía para la planta para mantener el "hábito micorrízico" de la planta.
Bajo ciertas condiciones, la planta aparentemente está dispuesta a cambiar el fotosinteto, producido con la mayor
adquisición de agua.
▪ Se ha descubierto que las comunidades de hongos micorrízicos y endofíticos influyen en el desarrollo de las comunidades de plantas. Los hongos micorrízicos también
pueden permitir compartir recursos como los minerales de carbono y el agua entre diferentes plantas.
87
Actinorrizas
* También se producen asociaciones de actinomicetos con raíces de plantas, llamadas actinorrizas o relaciones
actinoríticas. Estos se forman por la asociación de cepas de Frankia con ocho familias de plantas no leguminosas.
Fijan nitrógeno y son importantes, especialmente en árboles y arbustos. Algunos nódulos pueden alcanzar el
tamaño de un balón de fútbol.
* Como en todas las asociaciones planta-microbio, la relación actinorhizal le cuesta energía a la planta. Sin embargo, la planta se beneficia y puede competir mejor
en la naturaleza.
* Esta asociación brinda una oportunidad única para que la gestión microbiana mejore los procesos de crecimiento de
las plantas.
