Ecología Microbiana: El Papel de los Microorganismos en Su Medio Ambiente, Apuntes de Microbiología

¡Descarga Ecología Microbiana: El Papel de los Microorganismos en Su Medio Ambiente y más Apuntes en PDF de Microbiología solo en Docsity!

TEMA 24: El microorganisme en el seu ambient

1. Ecologia microbiana Estudi de la dinàmica de les comunitats microbianes i la interacció dels microorganismes entre si, amb altres éssers vius, i amb l’entorn on viuen. 9Els microorganismes representen aprox. 50% de tota la biomassa de la Terra. 9Es troben a tot arreu, són ubics: ocupen la superfície i fins i tot les profunditats de la Terra. 9Juguen un paper important en la vida a la Terra (els canvis en la diversitat microbiana pot tenir un gran impacte ambiental), però només aprox. l’1% de totes les espècies han estat cultivades, identificades i estudiades. 2. Alguns conceptes Ecosistema : suma de tots els organismes i factors abiòtics d’un ambient determinat. Hàbitat : espai físic en el que interaccionen entre elles les poblacions d’una comunitat de manera integrada. Població : conjunt d’individus d’una mateixa espècie. Comunitat : conjunt integrat de poblacions microbianes que interaccionen entre elles i coexisteixen en un hàbitat determinat. Nínxol : paper funcional especialitzat de les poblacions que conformen la comunitat en un hàbitat. Autòcton : ens (biològic o no) que es propi d’un lloc. Al · lòcton : ens (biològic o no) que no es indígena (no és propi). Ambient oligotròfic : ambient amb nivells molt baixos de nutrients. Ambient eutròfic : ambient ric en elements nodridors. 3. Què estudia l’ecologia microbiana?

1. Diversitat : qui hi ha.
2. Abundància : quants n’hi ha.
3. Activitat : què fan o poden fer. Quin paper tenen en les transformacions de l’energia, i el paper que tenen en els cicles biogeoquímics, i relació amb altres éssers vius. Molta diversitat no implica una elevada abundància, ja que podem tenir molts microorganismes diferents però molt pocs de cadascun, i viceversa. La diversitat i abundància de totes les poblacions estan regulades pels virus. Els virus són els ens més abundants a la Terra, i entre ells, els més abundants són els de procariotes (4x10^30 ), i com a biomassa equivalen a uns milions de balenes. 4. Hàbitat i microhàbitats Si pensem en un habitat com ara el sòl (el qual diríem que és aeròbic), i en una partícula d’aquest comencem des d’una part externa a analitzar la concentració d’oxigen, cada vegada que anem entrant a capes més internes, la concentració d’oxigen va disminuint fins que és nul. Per tant, un ambient/hàbitat oxigènic, no exclou que en ell hi hagi microhàbitats anaerobis. Així com també passa en la boca infeccions bucals com les càries, que estan provocades per patògens anaerobis. Un microhàbitat , doncs, és un ambient immediat que envolta a una cèl·lula o a un grup de cèl·lules. 4.1 Hàbitat de les poblacions microbianes Les superfícies són molt importants hàbitats microbians perquè els nutrients s’adsorbeixen a les superfícies. Per això les cèl·lules

A més, l’aire serveix com a vehicle de transport de patògens. Són microorganismes de transmissió aèria que normalment afecten a tracte respiratori. I un 70% de les malalties vegetals són de transmissió aèria. 4.2.2 Ambients terrestres Són uns dels més abundants i més favorables, ja que en molts d’ells tenim una bona disponibilitat d’aliments, i són molt diversos. Són essencials en el reciclatge dels nutrients. Hi trobem una alta densitat i diversitat de microorganismes (10^69109 cel/g). 9S’hi formen dintre d’ell molts microambients. La major part de microorganismes es concentren en la rizosfera (pròxims a arrels de plantes). La majoria de microorganismes es troben al sòl (capes superficials) però en el subsòl també poden estar, estenent9se més enllà dels 3 km de fondària. En aquests ambients els factors més importants per a la vida són la disponibilitat dels nutrients i l’aigua. La disponibilitat de nutrients es poden adaptar a condicions molt precàries, ja que poden entrar en fases de manteniment energètic metabòlic i poden estar així molt temps, o fabricar endòspores o espores fins que eles condicions ambientals siguin més favorables. Els nutrients per tant, no són tant un element essencial per la supervivència així com si ho es l’aigua, sempre cal aigua per continuar vivint. Tot i això podem distingir:

• En el subsòl el factor més important són els nutrients.
• En el sòl el factor més important és l’aigua. Molts pocs microorganismes estan lliures en solució del sòl, la majoria formen microcolònies que estan adherides a algun tipus de superfície o partícules del sòl. 4.2.3 Ambients aquàtics Hi ha una gran diversitat d’ambients que poden classificar9se en funció:
• Aigua dolça: rius, llacs i llacunes.
• Aigua salada: oceà, mars i salines. El 97% de l’aigua del planeta és salada, per això aquest ambient és el més important. Tot i així l’aigua dolça es una petita però molt important ja que també viuen molts. En aquests ambients és on trobem la major part de microorganismes com a productors primaris: algues, cianobacteris, bacteris fototròfics anoxigènics i quimioautòtrofs. A part de nutrients i disponibilitat d’aigua també s’ha de considerar la quantitat de sal (salinitat), la il·luminació (tant la intensitat de llum com la longitud d’ona) així com la temperatura i la fondària de l’ambient aquàtic. En les parts més superficials de l’aigua són més abundants els bacteris que arquees però a mesura que anem profunditzant es van igualant la quantitat de bacteris i arquees en l’ambient. En aquestes condicions molt profundes hi hauran microorganismes baròfils (que poden aguantar pressions molt baixes degut a la quantitat d’aigua) i a la part més superficial sobretot bacteris que poden dur a terme processos fototròfics.

5. Relacions tròfiques microbianes 5.1 Relacions tròfiques en una mateixa població microbiana

• Relacions de cooperació : tendiran a augmentar la taxa de creixement de la població. Exemple: síntesi d’algun metabòlit que sigui tòxic per altres poblacions, però com elles són resistents podran créixer a mesura que les del voltant morin.
• Relacions de competència : faran disminuir la taxa de creixement. Exemple: disponibilitat limitada d’un nutrient i que les cèl·lules quan hi ha gran densitat hauran de competir per aquest nutrient. 5.2 Entre poblacions diferents
• Interaccions neutres (neutralisme ): que no obtenen ni beneficis ni perjudicis ninguna població.
• Mutualisme : totes dues poblacions obtenen un benefici. Això augmenta la capacitat de supervivència i la densitat de les poblacions.
• Relacions de competència : provoquen efectes negatius per les dues.
• Depredació : una població mata per alimentar-se a una altra a la qual perjudica.
• Parasitisme : qualsevol patogen manté una relació de parasitisme amb l’ésser que parasita, del qual se’n aprofita i li causa un perjudici. Aquestes tres últimes limiten la densitat de la població ja que sempre hi ha alguna que surt perjudicada. 5.2.1 Simbiosi mutualista entre bacteris i animals marins Espècies com Alivibrio i Vibrio són bioluminiscents en presència d’oxigen. Són microorganismes que quan arriben a una densitat de població elevada emeten luminiscència. Això és degut a que van secretant una molècula (acil homoserina lactona) inductora de la resposta de quòrum sensing (resposta al quòrum). Quan hi ha moltes bactèries que detecten aquesta molècula perquè s’ha produït grans quantitats i tenen receptors per a ella, es produeix un senyal que a nivell genètic activa els gens implicats a la luminiscència i les cèl·lules comencen a emetre bioluminescència. Això dona lloc a una simbiosi mutualista amb peixos i calamars, ja que els peixos i calamars ho utilitzen per camuflar9se degut a que la llum es reflexa al mar en forma de lluna i els camufla dels depredadorsa i els microorganismes obtenen nutrients necessaris per créixer.