BIOLOGIA Y BIOLOGIA Y MICROBIOLOGIA MICROBIOLOGIA AMBIENTAL.AMBIENTAL.

JESSICA ALCARRAZ, PINEDOJESSICA ALCARRAZ, PINEDO

Contenido.Contenido.

Ecología Microbiana.Ecología Microbiana.3.3. Microbiología del sueloMicrobiología del suelo4.4. Microbiología del aireMicrobiología del aire5.5. Microbiología del aguaMicrobiología del agua6.6. Microbiología de alimentos.Microbiología de alimentos.7.7. Microbiología Médica.Microbiología Médica.8.8. Aplicaciones.Aplicaciones.

Ecología Microbiana.Ecología Microbiana.

• Concepto. -Concepto. -La 'La 'ecología ecología microbiana'microbiana' es la rama de la ecología es la rama de la ecología que estudia a los microorganismos en que estudia a los microorganismos en su ambiente natural, los cuales su ambiente natural, los cuales mantienen una actividad continua mantienen una actividad continua imprescindible para la vida en la Tierra.imprescindible para la vida en la Tierra.

• Los mecanismos que mantienen la Los mecanismos que mantienen la diversidad microbiana de la biosfera son diversidad microbiana de la biosfera son la base de la dinámica de los la base de la dinámica de los ecosistemas terrestres, acuáticos y ecosistemas terrestres, acuáticos y aéreos. Es decir, la base de la aéreos. Es decir, la base de la existencia de las selvas y de los existencia de las selvas y de los sistemas agrícolas, entre otros. sistemas agrícolas, entre otros.

• Por otra parte, la diversidad microbiana Por otra parte, la diversidad microbiana del suelo es la causa de la fertilidad del del suelo es la causa de la fertilidad del mismo.mismo.

• Esto va más allá del papel que se les Esto va más allá del papel que se les adjudicaba tradicionalmente, el cual adjudicaba tradicionalmente, el cual se restringía a la degradación y se restringía a la degradación y reciclaje de la materia orgánica y al reciclaje de la materia orgánica y al mantenimiento de los principales mantenimiento de los principales ciclos de fijación, captación y ciclos de fijación, captación y liberación de algunos elementos liberación de algunos elementos químicos y sus principales químicos y sus principales compuestoscompuestos . .

• Comúnmente no se concibe la Comúnmente no se concibe la extinción de las comunidades extinción de las comunidades microbianas; sin embargo, el microbianas; sin embargo, el impacto de esta posibil idad será impacto de esta posibil idad será evidente cuando decaigan las evidente cuando decaigan las funciones ecosistémicas funciones ecosistémicas reguladas por los reguladas por los microorganismos.microorganismos.

Microbiología del sueloMicrobiología del suelo

• Existe una gran diversidad de Existe una gran diversidad de microorganismos que viven en microorganismos que viven en el suelo. El número y tipos de el suelo. El número y tipos de microorganismos presentes en microorganismos presentes en el suelo depende de diversos el suelo depende de diversos factores ambientales como son factores ambientales como son los nutrientes, humedad, los nutrientes, humedad, aireación, temperatura, pH, aireación, temperatura, pH, prácticas agrícolas, etcprácticas agrícolas, etc

• Existen del orden de varios miles Existen del orden de varios miles de millones de bacterias por de millones de bacterias por gramo de suelo. La mayor parte gramo de suelo. La mayor parte son heterotrofos, siendo comunes son heterotrofos, siendo comunes los bacilos esporulados, los los bacilos esporulados, los actinomicetos, y en la r izosfera actinomicetos, y en la r izosfera especies de los géneros especies de los géneros Rhizobium y Pseudomonas.Rhizobium y Pseudomonas.

• Las plantas y muchos Las plantas y muchos microorganismos, usan microorganismos, usan compuestos inorgánicos como compuestos inorgánicos como nutrientes. nutrientes.

• Los animales requieren Los animales requieren compuestos orgánicos más compuestos orgánicos más complejos para su nutrición. complejos para su nutrición. transformaciones químicas.transformaciones químicas.

• La vida sobre la Tierra depende del La vida sobre la Tierra depende del ciclo de los elementos químicos que ciclo de los elementos químicos que va desde su estado elemental va desde su estado elemental pasando a compuesto inorgánico y pasando a compuesto inorgánico y de ahí a compuesto orgánico para de ahí a compuesto orgánico para volver a su estado elemental. Los volver a su estado elemental. Los microorganismos son esenciales en microorganismos son esenciales en estas transformaciones químicasestas transformaciones químicas

• En estas transformaciones los En estas transformaciones los ciclos biogeoquimgeoquimicos ciclos biogeoquimgeoquimicos juegan un papel muy juegan un papel muy importante.importante.

• Un ejemplo es el ciclo del Un ejemplo es el ciclo del nitrógeno.nitrógeno.

• Ciclo del nitrógenoCiclo del nitrógeno : La fijación : La fijación biológica de nitrógeno, crucial en el ciclo biológica de nitrógeno, crucial en el ciclo biogeoquímico del nitrógeno, es biogeoquímico del nitrógeno, es considerada, después de la fotosíntesis, considerada, después de la fotosíntesis, como el proceso bioquímico más como el proceso bioquímico más importante para el mantenimiento de la importante para el mantenimiento de la vida sobre la Tierra.vida sobre la Tierra.

Microbiología del Aire.Microbiología del Aire.

• La superficie de la Tierra (suelo La superficie de la Tierra (suelo y agua) es la fuente de los y agua) es la fuente de los microorganismos en la microorganismos en la atmósfera. El viento forma polvo atmósfera. El viento forma polvo del suelo y estas partículas de del suelo y estas partículas de polvo transportan los polvo transportan los microorganismos del suelo al microorganismos del suelo al aireaire . .

• Además, las gotas de agua que se Además, las gotas de agua que se originan en la superficie de los océanos originan en la superficie de los océanos y otros cuerpos de H2O naturales como y otros cuerpos de H2O naturales como consecuencia de la salida de burbujas consecuencia de la salida de burbujas de aire, pueden contener de aire, pueden contener microorganismos que penetran en la microorganismos que penetran en la atmósfera. Las esporas de hongos atmósfera. Las esporas de hongos constituyen la mayor proporción de constituyen la mayor proporción de microorganismos en el aire.microorganismos en el aire.

Microbiología del Agua.Microbiología del Agua.

• El tipo de microorganismo El tipo de microorganismo encontrado en un ambiente encontrado en un ambiente acuático viene determinado por acuático viene determinado por las condiciones físicas y las condiciones físicas y químicas que prevalecen en ese químicas que prevalecen en ese ambiente. ambiente.

– Estas condiciones ambientales Estas condiciones ambientales varían de un extremo a otro El varían de un extremo a otro El tipo de microorganismo tipo de microorganismo encontrado en un ambiente encontrado en un ambiente acuático viene determinado acuático viene determinado por las condiciones físicas y por las condiciones físicas y químicas que prevalecen en químicas que prevalecen en ese ambienteese ambiente

Temperatura.-Temperatura.-

• La temperatura de la superficie está La temperatura de la superficie está comprendida entre los 0° C de los comprendida entre los 0° C de los polos y los 40° C del ecuador. En las polos y los 40° C del ecuador. En las profundidades la temperatura ronda profundidades la temperatura ronda los 5° C. los 5° C.

• Microorganismos Termofilos.Microorganismos Termofilos.• Microorganismos Mesofilos.Microorganismos Mesofilos.• Microorganismos Psicrofilos.Microorganismos Psicrofilos.

• Ejm. Ejm. Pyrodictium occultum Pyrodictium occultum aislado de las aguas que rodean aislado de las aguas que rodean la isla de Vulcano en Italia tiene la isla de Vulcano en Italia tiene una temperatura óptima de una temperatura óptima de crecimiento de 105° C y no crecimiento de 105° C y no crece por debajo de 82° C.crece por debajo de 82° C.

LUZ:LUZ:

• La mayor parte de las formas de vida La mayor parte de las formas de vida acuática dependen, directa o acuática dependen, directa o indirectamente, de los productos indirectamente, de los productos metabólicos de los organismos metabólicos de los organismos fotosintéticos. Los principales fotosintéticos. Los principales organismos fotosintéticos de los organismos fotosintéticos de los ambientes acuáticos son las algas y ambientes acuáticos son las algas y cianobacterias. Su crecimiento está cianobacterias. Su crecimiento está restringido a las capas altas de las restringido a las capas altas de las aguas (0-50 m y en condiciones aguas (0-50 m y en condiciones óptimas de claridad hasta 125 m).óptimas de claridad hasta 125 m).

• Microorganismos con Microorganismos con fototropismo positivo y fototropismo positivo y fototropismo negativo.fototropismo negativo.

pH.pH.

• Los microorganismos acuáticos Los microorganismos acuáticos crecen mejor a pH: 6,5 - 8,5. El pH del crecen mejor a pH: 6,5 - 8,5. El pH del agua de mar va de 7,5 a 8,5. Los agua de mar va de 7,5 a 8,5. Los lagos y ríos presentan un gran rango lagos y ríos presentan un gran rango de pH dependiendo de las de pH dependiendo de las condiciones ambientales locales (pH: condiciones ambientales locales (pH: 1,0 - 11,5).1,0 - 11,5).

• Microorganismos NeutrofilosMicroorganismos Neutrofilos• Microorganismos halofilos.Microorganismos halofilos.• Microorganismos AcidofilosMicroorganismos Acidofilos

NUTRIENTES:NUTRIENTES:

• La cantidad y tipo de nutrientes La cantidad y tipo de nutrientes presentes en un ambiente acuático presentes en un ambiente acuático influye significativamente en el influye significativamente en el crecimiento microbiano. Los nitratos y crecimiento microbiano. Los nitratos y fosfatos son constituyentes inorgánicos fosfatos son constituyentes inorgánicos comunes que promueven el crecimiento comunes que promueven el crecimiento de las algas..de las algas..

• Cantidades excesivas de ellos causan Cantidades excesivas de ellos causan un crecimiento excesivo de las algas de un crecimiento excesivo de las algas de tal manera que se reduce la cantidad de tal manera que se reduce la cantidad de oxígeno en el agua provocando asfixia oxígeno en el agua provocando asfixia en otras formas de vida acuática.en otras formas de vida acuática.

Agua de consumo Agua de consumo humano.humano.

• Es el agua potable o agua Es el agua potable o agua segura, debe estar libre de segura, debe estar libre de microorganismos y sustancia s microorganismos y sustancia s químicas que perjudican la químicas que perjudican la salud.salud.

• El agua de consumo humano de la El agua de consumo humano de la mayor parte de las comunidades y mayor parte de las comunidades y municipios proviene de aguas municipios proviene de aguas superficiales (ríos, arroyos y lagos). superficiales (ríos, arroyos y lagos). Estas aguas pueden estar Estas aguas pueden estar contaminadas con residuos contaminadas con residuos domésticos, agrícolas e industriales. domésticos, agrícolas e industriales. Estos contaminantes se pueden Estos contaminantes se pueden clasificar en tres categorías: clasificar en tres categorías: químicos, físicos y biológicosquímicos, físicos y biológicos . .

• patógenos más frecuentes que patógenos más frecuentes que se transmiten a través del agua se transmiten a través del agua son aquellos que causan son aquellos que causan infecciones del tracto intestinal infecciones del tracto intestinal (fiebre tifoidea, shigelosis, (fiebre tifoidea, shigelosis, cólera, enteritis virales, etc.).cólera, enteritis virales, etc.).

. .

• Estos microorganismos están Estos microorganismos están presentes en las heces u orina presentes en las heces u orina de las personas infectadas por de las personas infectadas por lo que pueden pasar al agua que lo que pueden pasar al agua que en última instancia sirve como en última instancia sirve como fuente de bebida. fuente de bebida.

• Para prevenir la transmisión de estos Para prevenir la transmisión de estos patógenos se debe:patógenos se debe:

1.- Purificar el agua de consumo 1.- Purificar el agua de consumo (Potabilización)(Potabilización)2.- Tratar las aguas residuales 2.- Tratar las aguas residuales (Depuración)(Depuración)3.- Control microbiológico de las 3.- Control microbiológico de las aguas de consumo.aguas de consumo.

• Se deben realizar controles Se deben realizar controles rutinarios para determinar la rutinarios para determinar la potabilidad el agua.potabilidad el agua.

• Se usan microorganismos Se usan microorganismos indicadores.indicadores.

Microbiología de Microbiología de alimentosalimentos

• Una vez que los microorganismos Una vez que los microorganismos colonizan los alimentos, estos colonizan los alimentos, estos microorganismos se pueden microorganismos se pueden multiplicar puesto que encuentran multiplicar puesto que encuentran los nutrientes necesarios para su los nutrientes necesarios para su desarrollo y como resultado del desarrollo y como resultado del metabolismo microbiano estos metabolismo microbiano estos alimentos se alteran. alimentos se alteran.

• Consecuencias del Consecuencias del desarrollo de desarrollo de microorganismos en los microorganismos en los alimentosalimentos

Los efectos que produce el Los efectos que produce el desarrollo de microorganismos desarrollo de microorganismos en los alimentos, tanto en los alimentos, tanto beneficiosos como beneficiosos como perjudiciales, se sumarizan a perjudiciales, se sumarizan a continuacióncontinuación

1. Alteración de los 1. Alteración de los alimentosalimentos

• Los microorganismos al crecer y Los microorganismos al crecer y utilizar los alimentos como utilizar los alimentos como fuente de nutrientes producen fuente de nutrientes producen cambios en la apariencia, sabor, cambios en la apariencia, sabor, olor y otras cualidades del olor y otras cualidades del alimento. Estos procesos de alimento. Estos procesos de degradación son:degradación son:

• a.- Putrefaccióna.- Putrefacción

Proteínas alimentos + Proteínas alimentos + Microorganismos proteolíticos Microorganismos proteolíticos ------> Aminoácidos + Aminas + ------> Aminoácidos + Aminas + NH3 + SH2NH3 + SH2

• b.- Fermentaciónb.- Fermentación

Carbohidratos alimentos + Carbohidratos alimentos + Microorganismos sacarolíticos Microorganismos sacarolíticos ------> Acidos + Alcoholes + ------> Acidos + Alcoholes + GasesGases

• c.- Enranciamientoc.- Enranciamiento

Grasas alimentos + Grasas alimentos + Microorganismos lipolíticos ------Microorganismos lipolíticos ------> Acidos grasos+ Glicerol> Acidos grasos+ Glicerol

Enfermedades de origen Enfermedades de origen bacteriano bacteriano

• a.- Infección alimentaríaa.- Infección alimentaría : : Salmonelosis, shigelosis, etc....Salmonelosis, shigelosis, etc....b.- Intoxicación alimentaríab.- Intoxicación alimentaría : : BotulismoBotulismo

AplicacionesAplicaciones

. Biotecnología.. Biotecnología.

. Tecnología de remediación y . Tecnología de remediación y recuperación de ambiente recuperación de ambiente contaminados- biodegradación.contaminados- biodegradación.

. Industria alimentaría, química . Industria alimentaría, química farmacéutica.farmacéutica.

Y otras.Y otras.