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habitad natural de microorganismos
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Hábitats Naturales Microbianos
Microbiología 5°ARogelio Torres Pedroza
Cynthia Daniela Muños PasillasMayra Xitlaly Palafox Soriano
Jose Alfredo Laguna NietoErnesto Jimenez Ramoz
Introducción:
Hábitat es un término que hace referencia al lugar que presenta las condiciones apropiadas para que viva un organismo, especie o comunidad animal o vegetal. Se trata, por lo tanto, del espacio en el cual una población biológica puede residir y reproducirse, de manera tal que asegure perpetuar su presencia en el planeta.El hábitat está dado por una combinación de factores bióticos y abióticos: este ambiente se corresponde, por lo tanto, con distintas características geográficas, climatológicas, etc.
Objetivo:
Conocer el significado de una habita natural a nivel general y tipos de hábitats.
El estudio de hábitats a nivel de microrganismos microscópicos.
Tipos de habitas naturales:
•Pradera.•Bosque.•Desierto.•Montaña.•Marisma.
•Sabana.•Región Polar.•Río.•Pantano.•Arrecife de coral.
•Océano.•Playa.•Quebrada.•Lago.•Altiplano.
Los hábitats responden a ciertas características climatológicas, ambientales y geográficas. De esta manera, se han formado diferentes tipos de hábitats, como los siguientes:
Simbiosis: parasitismo.
La simbiosis se define como una relación entre dos o mas organismos que comparten un ecosistema determinado.
Parasitismo es una forma de simbiosis en la que un miembro en la relación resultan perjudicada.
Mutualismo y comensalismo.
Mutualismo. En este caso las dos especies se benefician claramente de la relación que se establece entre ambas lo que supone que vean mejorar su aptitud biológica.
Comensalismo. Bajo dicho término se encuentra una interacción entre dos seres vivos en la que uno se beneficia del otro sin que este segundo se vea perjudicado en ningún momento.
Diversidad y abundancia de especies en los habitats microbianos:
La diversidad de las especies microbianas en un ecosistema se puede expresar de dos formas:
Riqueza de especies: se define en términos moleculares por la diversidad de filotipos.
Abundancia de especies: es la porción de cada especie en el ecosistema.
La riqueza y abundancia de especies microbianas de un hábitat esta en función de la clase y cantidad de nutrientes disponibles.
Estudio microscópico de hábitats:
Un ecosistema contienen muchos hábitats diferentes que son porciones del ecosistema mejor adaptadas uno o un numero pequeño de poblaciones microbianas. Incluye suelo, agua y el cuerpo animal entre otros.
A pesar de su pequeño tamaño los microorganismo dan cuenta de casi la mitad de la biomasa de la tierra
En conjunto los microorganismos muestran una gran diversidad metabólica y son los catalizadores primarios de los ciclos de nutrientes de la naturaleza.
Las poblaciones microbianas relacionadas metabolicamente se denominan gremios, y estos a su vez forman las comunidades microbianas
Las comunidades microbianas interaccionana con macroorganismos y factores abioticos en el ecosistema de tal modo que definen el funcionamiento de dicho ecosistema
Ecosistemas Microbianos
ATP y materia organica
Actividades metabolicas
CO2
quimiolitotrofos
H, Fe2+, S, NH3
Ecosistemas Microbianos
La energia entra en el ecosistema en forma de luz solar Actividad
es autotrofa
s
Ciclos Biogeoquimicos
BiogeoquimicaEstudio de las tranformaciones quimicas principalmente del carbono, azufre , nitrogeno y hierro, que los microorganismos desempenan funciones esenciales en el reciclaje de dichos elementos Ciclo biogeoquimico
Define las transformaciones de un elemento clave catalizadas mediante agentes biologicos o quimicos.
Los ciclos biogeoquimicos normalemtne trancuerren a travez de reacciones de oxidacion y reduccion, a medida que el elemento se desplaza por el ecosistema.
El azufre en forma de sulfuro de hidrogeno (H2S) lo oxidan a azufre (S) y sulfato (SO4)
Ciclos Biogeoquimicos
El HABITAT MICROBIANO
Es el lugar dentro de un ecosistema que esta ocupado por un microorganismo o grupos determinadosSus condiciones, a manudo son muy especificas, pero estan sometidas a cambios rapidos debidos a las entradas y salidas del habitat y a la actividad microbiana.
Describe el nicho en el
que un microorganismo realmente vive y lleva a
cabo su metabolismo
Microambiente
Principales recursos y condiciones que gobiernan el crecimiento microbiano en la naturaleza
Recursos Conciones
Carbono (organico, CO2) Temperatura: Frio, templado, caliente
Nitrogeno (organico, inorganico)
Potencial del agua: Seco, Humedo
Otros Macronutrientes (S,P,K,Mg)
PH: 0 7 14
Micronutrientes (Fe, Mn, Co, Cu)
O2: oxico, microoxico, anoxico
Los nutrientes se adsorben a las superficies y contienen más recursos que los que están disponibles para las células del plancton.
La adhesión es una manera de permanecer en un hábitat favorable y no ser arrastradas por el agua.
Una superficie también puede ser un nutriente, los microorganismos que se adhieren catabolizan los nutrientes.
Biopelículas: crecimiento microbiano sobre las superficies
El agrupamiento de células bacterianas adheridas a una superficie y encerradas en una matriz adhesiva excretada por las células consiste en una mezcla de polisacáridos, proteínas e incluso ácidos nucleicos. En las cuales pueden convivir solo una o dos especies bacterianas.
Biopelículas:
La adhesión de una célula a una superficie es una señal para la expresión de los genes específicos para la biopelícula. Los cuales codifican proteínas e inician la formación de la matriz. Una vez comprometida con la formación de una biopelícula, una célula pierde su flagelo y se inmoviliza.
El c-di-GMP lo sintetizan proteínas relacionadas con las proteínas receptoras de membrana, que detectan la posibilidad de crecer adheridas a la superficie. Funciona desecando la expresión de los genes específicos de la biopelícula y activando las enzimas celulares que sintetizan el material de la matriz.
Un notable formador de biopelículas, son las moléculas señalizadoras homoserina-lactomas aciladas, que transmiten a otras células de P.aeruginosa adyacentes y entonces se desarrolla la biopelícula.
Formación de la biopelículas:
Son un medio de autodefensa microbiana, pues resisten fuerzas físicas, fagocitosis de células del sistema inmunitario y la penetración de sustancias toxicas.
¿Por qué forman Biopelículas las bacterias?
Permite que las células permanezcan en un nicho favorable; fijan las células bacterianas a lugares en los que los nutrientes abundan más o se reponen constantemente).
Permiten que las células bacterianas vivan muy cerca unas de otras (facilita la comunicación intercelular y aumenta las posibilidades de supervivencia).
Manera típica de crecimiento de células bacterianas en la naturaleza.
Las biopelículas son las responsables de afecciones médicas y dentales.Los implantes médicos son excelentes para el desarrollo de Biopelículas. La placa dental es una biopelícula típica.
En la industria, pueden reducir el flujo de agua, aceite u otros líquidos a través de tuberías e inician la degradación de objetos sumergidos.
Control de Biopelículas:
La calidad del agua puede verse amenazada por Biopelículas que crecen en los conductos de distribución.
Pocas herramientas existen para combatir Biopelículas, un ejemplo son las furanonas, las cuales parecen prometedoras a la hora de prevenir Biopelículas en los ensayos sobre superficies abióticas. Son estables y algunas son relativamente inocuas, por lo que se podrían aplicar como fármacos antibiopelículas también en medicina.
Entre los ecosistemas microbianos principales se encuentran el suelo, agua dulce, lagos charcos, ríos y corrientes y la superficie de las plantas.
ECOSISTEMAS MICROBIANOS DE AGUA DULCE, TERRESTRE Y VEGETAL
Son muy variados y disponibles para el crecimiento bacteriano, tanto para organismos productores de oxígeno como para los consumidores, se encuentran en equilibrio para la fotosíntesis y los ciclos de carbono.
Producción primaria Fitoplancton: fotótrofos oxigénicos en
suspensión libre en el agua, incluyen algas y cianobacterias.
Ambientes de agua dulce
La concentración de oxígeno en los ríos es poco hidrosoluble y en grandes masas de agua, su intercambio con la atmósfera es lento.
La producción fotosintética de oxígeno se produce sólo en las capas superficiales de un lago u océano donde llega la luz.
Ríos y corrientes
Una vez consumido el oxígeno de los lagos de agua dulce, las capas profundas se vuelven axónicas y no pueden crecer los organismos aerobios, por el contrario en las capas profundas se produce una transición de metabolismo respiratorio a metabolismo fermentador y metanógeno.
Suelo: material externo suelto de la superficie del lecho de la roca subyacente.
Se desarrolla a la hora de mantener mezcladas y aireadas las capas superiores del suelo.
AMBIENTES TERRESTRES
Los suelos se pueden clasificar en suelos minerales y orgánicos, según procedan de la erosión de la roca, materiales inorgánicos, sedimentación de turberas y ciénagas.
Perfil de suelo
Material mineral orgánico (40%) Materia orgánica (5%) Aire y agua ((50%) Organismos vivos En el suelo se encuentran partículas, clasificadas
según su tamaño: Arena (diámetro de 0.1 a 2 mm) Limo (diámetro de 0.002 a 0.1 mm) Arcilla (diámetro menor a 0.002 mm)
Composición del suelo
Los suelos se forman como resultado de una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos
Formación del suelo
Examen de una rocaAlgas, líquines o musgoscrecen cuando hay húmedad
Fotótrofos
Permiten el crecimiento de bacterias quimiorganotrófas y hongos
El CO2 producido durante la respiración se disuelven en agua para formar ácido carbónico
Ácidos orgánicos que favorecen la disolución de la roca en partículas más pequeñas
Rizosfera: crecimiento microbiano más importante para el desarrollo de estos.
Microscopio de fluorescencia--- tinción con anticuerpos fluorescentes--- Microscopio electrónico de barrido
El suelo como hábitat microbiano
Uno de los principales factores que alteran la actividad microbiana en el suelo es la disponibilidad de agua, cuya importancia radica en la composición.
El agua permanece de dos maneras por adsorción en las superficies o como agua libre en capas finas o películas entre las partículas del suelo.
Solución del suelo: materiales disueltos en el agua, en suelos bien drenados la concentración de oxigeno puede ser muy elevada, por el contrario en suelos encharcados el oxígeno se consume rápidamente por la microbiota residente.
Cantidad de recursos presentes: el desarrollo microbiano depende del tipo de nutrientes presentes y su abundancia (fósforo y nitrógeno).
En los suelos de las subsuperficie profunda habitan microorganismos procariotes, como los dominios Archae y Bacteria, incluidos anaerobios como las bacterias reductoras de sulfato, metanógeno y acetógenos, así ocmo aerobios y anaerobios facultativos.
Microbiología de la superficie profunda
Los microorganismos en esta subsuperficie tienen acceso a nutrientes por que el agua fluye a través de sus hábitats. Su actividad metabólica es la responsable de la mineralización de materia orgánica y liberación de productos metabólicos a las aguas subterráneas.
La biorremediación microbiana es un método para eliminar sustancias tóxicas como compuestos químicos aromáticos y agrícolas lixiviados del suelo a las aguas subterráneas y la superficie profunda:
Introducción de nutrientes orgánicos para estimular la biodegradación
Introducción de células bacterianas para acelerar el proceso de biodegradación.
La temperatura de las plantas varía enormemente tanto durante el día como a lo largo de todo el año, comparando con el complejo aparato circulatorio animal el sistema de comunicación interno de una planta está poco desarrollado ,por lo que la transferencia de los microorganismos dentro de La planta es relativamente ineficaz.
Plantas como hábitat para los microorganismos
Las superficies de las plantas están expuestas al oxígeno y pueden ser ricas en materia orgánica de exudados producidos por la planta.
Las plantas necesitan estar expuesta s a la luz solar las comunidades microbianas están expuestas a altas radiaciones ultravioleta potencialmente dañina.
A comparación con m muchos habientes de agua dulce suele haber poca cantidad de nutrientes en el mar abierto (llamada la zona pelágica), en el caso de los nutrientes inorgánicos clave de los organismos fotógrafos: nitrógeno, fosforo, hierro además de la temperatura de agua del mar es más fría y estacionalmente más constante que la de la mayor parte de lagos de agua dulce.
Mar abierto
La actividad de los organismos fotógrafos marinos está limitada por estos factores y por lo tanto la cantidad de células microbianas global es inferior en los mares que en las aguas dulces.
Actualmente se piensa que las comunidades microbianas marinas son decisivas desde las cadenas alimentarias hasta el clima del planeta.
Las aguas costeras contienen mayor cantidad de microorganismo debido a la influencia de otros contaminantes como el drenaje de tierras cercanas y actividades humanas, estas entradas junto con las aguas costeras profundas ricas en nutrientes mantienen las poblaciones más elevadas de microorganismos fotógrafos .
Aguas costeras
Que también reciben drenajes y aguas residuales tienen poblaciones elevadas de fitoplancton y de bacterias muy elevadas
Si la contaminación es suficientemente intensa las aguas marinas poco profundas se vuelven anóxicas intermitentemente al eliminarse el oxigeno por la respiración y producir H2S por las bacterias productoras de sulfato.
Bahías y ensenadas marinas
Mas del 75 % del agua del mar corresponde a las grandes profundidades marinas, principalmente a una profundidad entre los 1000 y 6000 m. las aguas mas profundas en los océanos se encuentran por debajo de los 10000 m.
Profundidades marinas y barofilia:
Los que habitan en las profundidades marinas se enfrentan a tres extremos medioambientales principales.
A) baja temperatura B) presión elevada C) bajos niveles de nutrientes los microrganismos que habitan en las
profundidades marinas son quimiotrofos.
Bacterias barotolerantes; microorganismos que crecen a presión atmosférica y toleran presiones de hasta 400 atm.
Bacterias barofilas: estos microorganismo se desarrollan mejor bajo presiones elevadas.
Bacterias barotolerantes y barofilas:
La presión afecta de muchos modos la fisiología y la bioquímica de la célula. La presión disminuye la afinidad de las enzimas por sus sustratos. Así, las enzimas de los barofilos extremos deben plegarse de tal modo que minimicen los efectos de la presión. Otras dianas sensibles a la presión incluyen la síntesis de proteínas y el transporte.
Un organismo que crese a altas presiones tiene una mayor proporción de ácidos grasos insaturados en la membrana citoplasmática que unos que cresen a 1 atm.
Efectos moleculares de las altas presiones:
La diversidad microbiológica existente en la biosfera varia dependiendo las condiciones que cada ecosistema brinda y en función de las cualidades adaptativas de los microorganismos que en el se desarrollen. De igual manera, esto explica porque algunos microorganismos se desarrollan únicamente en ambientes específicos, además de explicar el porque de sus diferencias estructurales, funcionales y metabólicas.
Conclusión
Bibliografía
