DETERMINACION DE EXISTENCIA Y CUANTIFICACION DE BACTERIAS SULFATO REDUCTORAS EN SEDIMENTOS DEL

LAGO DE XOCHIMILCO.Méndez González José Fernando.

RESUMEN.El SH2 es un compuesto excretado por las bacterias sulfato-reductoras, estas bacterias son anaerobias por lo que regularmente se encuentran en el fondo de los lagos o en ambientes marinos donde hay mucha materia orgánica de desecho. Se tomaron muestras de sedimento del lago de Xochimilco los cuales se llevaron a una columna de Winogradsky y posteriormente a un medio con sulfatos, para comprobar la existencia de bacterias sulfato reductoras, estas mismas se llevaron a una cuantificación con el método del número mas probable, se encontró que si había bacterias sulfato reductoras en nuestro sedimento y con la técnica de cuantificación se calculo que había 60,893,714.29 M.O. / gr. Nuestra columna es un microecosistema, pero refleja claramente lo que podría pasar en el lago si las condiciones de contaminación continúan, es necesario mantener un equilibrio en los ciclos biogeoquímicos para que el lago mantenga sus características naturales.

HIPOTESIS: En el lago de Xochimilco se albergan bacterias reductoras del azufre.

PALABRAS CLAVE: bacterias sulfato reductoras, reducción desimilativa, ácido sulfhídrico, lago de Xochimilco.

OBJETIVO. Mediante toma de muestras de sedimentos obtenidos de la mezcla del lago y agua de Xochimilco, tierra de cultivo (el faro) y CaSO4, se comprobará la presencia de bacterias sulfato-reductoras. Demostrando que están involucradas reducción de sulfatos en medios acuosos con deficiencias de oxígeno.

Mediante la técnica de conteo del número más probable se hará un aproximado cuantitativo de las bacterias sulfato-reductoras en el sedimento.

INTRODUCCION:Las bacterias reductoras de SO4= son los principales responsables de la generación de H2S bajo condiciones anaerobias. El sulfato que llega al hipolimnio y los sedimentos es reducido

por bacterias reductoras de sulfato, las cuales lo utilizan como aceptador de electrones en la oxidación de materia orgánica (respiración anaerobia). En algunas zonas costeras, donde se acumulan grandes cantidades de materia orgánica, se produce una reducción intensa del sulfato a sulfuro de hidrógeno (Stanier et al., 1992). Estas zonas se tornan virtualmente inhabitables por causa del olor fétido y del efecto tóxico del H 2S. Cuando en dichos ambientes coinciden altas concentraciones de H2S con altas concentraciones del ión ferroso (Fe2+) se generan grandes cantidades de FeS, el cual es altamente insoluble. Este último no puede ser utilizado y escapa a la acción biológica ulterior. La acumulación del ión ferroso imparte un color negro brillante y un olor fétido a los sedimentos. Los sedimentos ricos en FeS se conocen con el nombre de Sapropel. Cuando se produce una deficiencia de hierro en los sedimentos o cuando las concentraciones de H2S exceden la cantidad necesaria para precipitar todo el ión ferroso (Fe2+) presente, entonces el H2S podrá ser oxidado por bacterias. En zonas anaerobias de cuerpos de agua dulce estratificados donde hay buena penetración de la energía radiante pueden crecer bacterias fotosintéticas. Estas utilizan H2S como donante de electrones produciendo gránulos de azufre intracelulares o extracelulares (Figura 1). El H2S también es generado a través de procesos de putrefacción y desulfurilación de compuestos organosulfurados. Las emanaciones volcánicas y los depósitos de gas natural representan fuentes menores del H2S.

1

DETERMINACION DE EXISTENCIA Y CUANTIFICACION DE BACTERIAS SULFATO REDUCTORAS EN SEDIMENTOS DEL

LAGO DE XOCHIMILCO.Méndez González José Fernando.

Al seguir el ciclo del azufre nos damos cuenta que existen dos procesos para la reducción de sulfatos: a asimilativa y la desimilativa.

FIGURA 2. Esquema de la reducción del sulfato: muestra la reducción asimilativa llevada a cabo por bacterias, levaduras y plantas, y la desimilativa llevada a cabo por bacterias sulfato-reductoras en sistemas anaerobios.

El CaSO4 es una fuente de sulfato que nos permitirá observar de manera más marcada la acción de las bacterias sulfato-reductoras.

PROCEDIMIENTO.

CREACION DEL SISTEMA DE ESTUDIO.

Se preparó una columna de Winogradsky con los siguientes sustratos.

Componente CantidadSuelo ( el faro) 6gLodo 4gCaSO4 1gCaCO3 1gSustrato Orgánico (sémula de trigo)

.2g

Agua de lago Hasta rellenar tuboTABLA 1. Composición del microecosistema.

- Se pesaron todos los componentes sólidos, se añadieron a una columna de vidrio y se mezclaron con el agua de lago.

- Se adicionó agua hasta el 2 cm antes del borde de la columna.

- Las columnas se dejaron en la oscuridad a 28ºC durante 7 semanas para que se realizaran procesos de mineralización bacteriana.

2

DETERMINACION DE EXISTENCIA Y CUANTIFICACION DE BACTERIAS SULFATO REDUCTORAS EN SEDIMENTOS DEL

LAGO DE XOCHIMILCO.Méndez González José Fernando.

PREPARACION DE MEDIO CON SULFATOS.

Ingredientes: Sulfatos

Lactato de sodio al 50% 5.0 ml

NH4Cl 1.0 g

K2HPO4 0.5 g

MgSO4.7H2O 2.0 g

CaCl2 0.1 g

Na2SO4 0.1 g

CaSO4 1.0 g

Citrato férrico amoniacal 0.5g

Acido ascórbico 0.1g

Acido tioglicólico 0.1g

Extracto de levadura 0.2 g

Resarzurina sódica 0.001g

Agua de la llave 1000 ml

pH 7.0 TABLA 2: Componentes del medio para bacterias sulfato reductoras.

a.     Disolver los componentes con agitación constante y ajustar el pH

b.      Distribuir 9 ml de medio en tubos de ensaye con tapón de rosca bien lavados y enjuagados con agua destilada

c.       Esterilizarlos a 121°C durante minutos.

TOMA DE MUESTRA, DILUCION E INOCULACION.

Se tomó un gramo del sedimento de la columna y se añadió a un tubo de ensaye con SSI (solución salina isotónica), se llevó a agitación con vortex durante 1 min.

Se realizaron 5 diluciones más. Para el conteo se tomaron las

diluciones -4,-5,-6; con base 10 Se inoculo .1ml de cada dilución en

tres tubos con medio de sulfatos. (estos tubos no deben agitarse ya que las bacterias sulfato reductoras son anaerobias).

A cada tubo se le colocará un clavo de hierro pequeño estéril, y una gota de nujol estéril (aceite mineral) para sellar el medio y no permitir la entrada de oxígeno que afecte nuestro rendimiento.

El procedimiento se repetirá 7 veces, de manera que obtendremos 7 diferentes muestras del mismo sustrato, con las que mejoraremos la eficiencia de los cálculos de población.

Realizar los pasos del clavo y el nujol a un tubo testigo sin inocular, este servirá como control.

Incubar a 28ºC durante una semana.

RESULTADOS:

Para la evaluación de resultados se observaron si había cambios significativos en el medio que evidenciaran la presencia de bacterias sulfato- reductoras, tomando como positivos los siguientes cambios con respecto al control: formación de gas, turbidez y cambio de color en el medio, cambios de color en el clavo, olor, etc.

3

DETERMINACION DE EXISTENCIA Y CUANTIFICACION DE BACTERIAS SULFATO REDUCTORAS EN SEDIMENTOS DEL

LAGO DE XOCHIMILCO.Méndez González José Fernando.

IMAGEN 1: Muestra respectivamente el control, y las diluciones 10-4,10-5 Y 10-6 realizadas en el ensayo, característico fue 3,3, 1. Aquí se pueden apreciar cambios en el medio que a simple vista nos evidenciaba la existencia de bacterias sulfato-reductoras.

Los cambios en cada dilución se representan en la siguiente tabla:

Ensayo Dil. 10-4 Dil. 10-5 Dil. 10-61 3 3 32 3 2 03 3 3 34 3 3 15 0 1 26 3 3 37 3 1 3TABLA 3: En cada ensayo se prepararon 3 tubos de medio con cada dilución, el número de muestras positivas en cada ensayo y con cada dilución son representadas por los números 0,1,2 y 3, refiriéndonos a 0 como número máx. de fracasos y a 3 como el número máximo de éxitos.

CUANTIFICACION DE POBLACION MICROBIANA.

Ensayo

No. Característico

No. M.O. Dilución M.O./gr.

1 333 140 1,00E-06 140000000

2 320 15 1,00E-04 150000

3 333 140 1,00E-06 140000000

4 331 45 1,00E-05 4500000

5 12 0,6 1,00E-04 6000

6 333 140 1,00E-06 140000000

7 331 16 1,00E-05 1600000

Promedio 60893714,29TABLA 4: En esta tabla se vaciaron los datos de número característico de cada ensayo, con las tablas de Probabilidad de población para tres tubos de Mc Grady, se encontró el número de M.O. en muestra que se tuvo que dividir por el factor de dilución para darnos el no. De M.O./gr. en la muestra del sedimento. También contiene un promedio de los siete ensayos para mayor exactitud en los cálculos.

DISCUSION DE RESULTADOS.

La presencia de H2S cambio el pH del medio, por lo que se presento decoloración de los medios inoculados.

Al ser reducidos los sulfatos solubilizados en el medio, hubo un cambio radical en los potenciales eléctricos del mismo precipitando los cationes complementarios.

El SH2 es un gas insoluble en agua por lo que se presentaron pequeñas burbujas.

Mucho de SH2 producido por las bacterias sulfato reductoras produjeron FeS, evidenciado en los clavos por la coloración negra.

La cuantificación de bacterias sulfato reductoras por número más probable se realizo adecuadamente ya que en diluciones de 10´-6 en algunos ensayos no se presentaron la totalidad de éxitos, lo que indica que las diluciones fueron las adecuadas.

La presencia en altas cantidades de bacterias sulfato reductoras en el lago de Xochimilco se debe a la poca a aeración, lo cual puede ser perjudicial ya que el SH2 es tóxico además de pestilente.

El SH2 puede ser oxidado por bacterias fotosintéticas pero al no haber suficiente luz, su relación entre ellas y las sulfato reductoras es muy desbalanceada.

CONCLUSIONES:

4

DETERMINACION DE EXISTENCIA Y CUANTIFICACION DE BACTERIAS SULFATO REDUCTORAS EN SEDIMENTOS DEL

LAGO DE XOCHIMILCO.Méndez González José Fernando.

Se encontraron bacterias sulfato reductoras en los sedimentos del lago de Xochimilco.

La poca aeración en el agua aumenta la concentración de bacterias sulfato reductoras, estas producen SH2 muy reactivo con metales, pestilente, además de ser muy tóxico. En el lago de Xochimilco de encontraron este tipo de bacterias, la acumulación de desechos orgánicos y de flora que impide la aeración y el paso de la luz necesaria para las bacterias fotosintéticas que oxidan el SH2, lo cual va generando el aumento desmedido de la población de bacterias sulfato-reductoras y la inhabitabilidad del lago.

REFERENCIAS:

Stanier Y. Roger et al. , Microbiología, Ed. Reverté, segunda edición, Barcelona, 1992, 750 p.p.

Campbell R. , Ecología microbiana, Ed. Limusa, México, 1987.

5