ecologia BACTERIANA

ambiente
Ecología
microbiana
otros
organismos
ecología:
microorganismos
estudia las interrelaciones entre los organismos y el
ambiente
Se divide en autoecología: estudio de una especie en particular y el
ambiente y sinecología: estudia las interacciones de los organismos de
un determinado lugar y el ambiente
Biología del suelo y fertilidad
La ecología microbiana estudia
Mientas la vida, obviamente no
puede existir sin el agua, quizá,
los componentes más esenciales
de los suelos superficiales sean
los organismos que contiene
• amplio rango de organismos tanto macro como
microorganismos
• tipos encontrados en distintas situaciones, asi
como su número y diversidad
• las actividades realizadas por los organismos en
el suelo y sus efectos en la fertilidad del suelo y
crecimiento vegetal
• las interrelaciones entre organismos, con las
plantas y los animales y con el ambiente
“A pesar de nuestras
realizaciones, nuestra
sofisticación, nuestras
pretensiones artísticas, debemos
nuestra existencia a la capa de 15
cm del suelo superficial y al
hecho de que llueva” citado por
Hartel (1998)
Relaciones entre la biología y la fertilidad del
suelo con el crecimiento vegetal
Temas de interés en ecología del
suelo
Los organismos del suelo por su actividad:
# reciclan nutrientes unidos inicialmente a la fracción
orgánica del suelo
# cambian el estado de disponibilidad de elementos
específicos para las plantas
# compiten con las plantas y entre ellos por los
nutrientes esenciales para el crecimiento
# pueden realizar simbiosis con plantas,incrementan la
capacidad de éstas para adquirir N o P
# son importantes agentes de bioremediación
# pueden actuar como agentes de biocontrol de
fitopatógenos
Polución ambiental
* Detergentes biodegradables, contaminación canales, cauces de
agua, derrames de petróleo
* Polución de nitratos en aguas subterráneas, abonos orgánicos,
zonas de agotamientos de O2
Liberación de microorganismos alterados por ingeniería
genética
* Daños por el congelamiento, bioremediación, fijación del nitrógeno
*
*
*
*
Metano a partir de residuos
Resistencia a los antibióticos
Vida microbiana en ambientes inusuales
Calentamiento global y sus consecuencias
Niveles de organización en ecología
microbiana
• Ecosistema: área delimitada para su estudio que se
diferencia de los alrededores, con un ambiente
específico y poblaciones
• Comunidad: poblaciones de macro- y microorganismos que viven y interactúan en un habitat
específico
• Grupos fisiológicos: poblaciones de diferentes
organismos en una habitat específico que depende
de las mismos recursos
• Población: grupos de organismos vinculados
taxonómicamente o por actividades
• Individuos: células bacterianas, esporas, hifas
Hábitat: es un área que posee cierto grado de
uniformidad, es un término más específico que ambiente
Un hábitat reúne ciertas condiciones que pueden ser favorables y
desfavorables para el desarrollo de microorganismos
Los microorganismos en la naturaleza
Se encuentran en todos los ambientes
Terrestres
Acuáticos
* Factores que afectan el crecimiento y distribución de los miroorg. :
- características de los propios microorganismos
- disponibilidad de nutrientes.
- factores físicos
- interacciones con otros micoorganismos
- interacciones con otros organismos (plantas, animales)
Bacterias
* grupo muy importante en el suelo, en todas las condiciones
ecológicas
* descomposición de materia orgánica, reciclaje de nutrientes,
transformaciones bioquímicas, agentes antagónicos a patógenos,
producción de sustancias promotoras del crecimiento vegetal, fijación
biológica de nitrógeno
algas
* predominan en suelos con luminosidad y humedad elevada
* principales microorganismos fotosintetizadores: productores de MO
* algunas especies se pueden desarrollar heterotróficamente en capas
profundas del suelo
Hongos
Hongos
* 70-80 % de la biomasa microbiana total del suelo
* predominan en suelos ricos en materia orgánica y pH ácidos
* actividad heterotrófica sobre los restos vegetales, relaciones
simbióticas, parásitos, agentes controladores de otros hongos y de
nemátodos
El suelo como habitat para los
microorganismos
* degradación de la materia orgánica, predación, diseminación de esporas
* se desarrollan en suelos con pH neutro y elevada humedad
protozoos
Características generales de la distribución de los
microorganismos en el suelo
• Están en fase acuosa
• Generalmente se adhieren a superficies (procariotas)
• Actúan en comunidades o consorcios (B y H)
El suelo se define como una capa de rocas
meteorizadas con adición de materia
orgánica
Contiene minerales y los nutrientes para el
crecimiento microbiano
Se forma por la interacción de:
• Clima (temperatura y lluvias)
• Material mineral original
• Topografía (elevación y pendiente)
• Tiempo
• La mayoría de las bacterias están en microcolonias
• Existen muchos microambientes definidos por gradientes
espaciales y temporales (interior de agregados, rizosfera)
•Sus actividades pueden ser muy importantes para organismos
superiores (mineralización, reacciones redox)
• Muchos productos de su metabolismo son gases, que se pierden en la
atmòsfera (CH4, N2, H2, CO2, SH2, óxidos de N)
Factores que afectan el número y la diversidad de
los organismos en el suelo
• Profundidad del perfil
#disponibilidad de materia orgánica y niveles de O2
• Labranzas
# aereación/compactación
# distribución de la materia orgánica
# disponibilidad de agua
# temperaturas del suelo en primavera
• Aplicación restos vegetales o abonos
• Sistema de cultivo y rotaciones
• Propiedades físicas y químicas del suelo, incluyendo
disponibilidad de agua
• Polución
Materia orgánica y microorganismos
del suelo
• Fuentes:
#
#
#
#
#
mantillo de plantas
compost o abonos verdes
aguas residuales
restos animales
pesticidas
• Variación en:
Composición, facilidad
de degradación, nivel de
metales tóxicos
Puede no estar disponible
a los organismos
Puede adsorber nutrientes
pesticidas y aun arcillas
Métodos de estudio
Densidades microbianas
Recuentos de viables: grupos fisiológicos: celulolíticos, fijadores de
N2, amilolíticos, solubilizadores de fosfatos.
Biomasa microbiana
C-N-P-biomasa (kg/ha)
i)
Recuentos y peso de cada microorganismo
ii) Método de fumigación-incubación: diferencias en flujo de CCO2 entre muestras fumigadas y no fumigadas con cloroformo
y reinoculadas con suelo fresco
Actividad biológica global
Respiración (CO2, O2), enzimas (deshidrogenasas, fosfatasas,
ureasas, metabolitos finales (amonio, nitrato), iniciales
Componentes celulares
Ácidos nucleícos, perfil de ácidos grasos, de proteínas, hidratos de C
Medida de la biodiversidad
Respiración del suelo y biomasa microbiana
• Organismos del suelo
pueden realizar
procesos necesarios
para la salud del mismo
• Verificar que al menos
algún organismo será
tolerante a factores de
estrés del suelo
• Para macrofauna
usualmente se mide la
riqueza de especies
(índice de diversidad)
• Para microorganismos,
la identificación es más
difícil y muchos no se
cultivan
• Se usan análisis de
perfil ác. grasos, PCR
uso de (CH2O)
Perfil de ácidos grasos en
cromatografía de gases
Indicadores físicos, químicos y biológicos de la
calidad del suelo
Indicadores químicos
• C orgánico total
•
•
•
pH
conductividad eléctrica
N, P, K extraíbles
Indicadores físicos
Indicadores biológicos
• biomasa microbiana
• N mineralizable
• respiración
• diversidad microbiana
• actividades enzimáticas
• textura
• capacidad de campo
• profundidad
• densidad
• ácidos nucleícos
Diferencias en propiedades físicas, químicas y
microbiológicas entre labranza mínima y convencional en
suelos en 6 localidades
relación labranza mínima/convencional
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Corg.total
Ntotal
densidad
espacio poroso con agua
aerobios totales
bacterias
hongos
anaerobios facultativos
anaerobios totales
(0-7,5cm)
1,41
1,29
1,04
1,28
1,35
1,41
1,35
1,31
1,27
Número aproximado y
biomasa (kg/ha de suelo) de organismos
en el suelo
(7,5-15,0cm)
0,99
1,01
1,05
1,11
0,66
0,68
0,55
0,96
1,05
•
•
•
•
•
•
•
•
•
bacterias
actinomicetes
hongos
levaduras
algas
protozoos
virus (bacteriófagos)
nemátodos
lombrices
Número
3-500 millones/g
1-20 “
5.000-100.000/g
1.000-100.000/g
1.000-100.000/g
1.000-100.000/g
1010-1011
10-100
Biomasa
300-3.000
300-3.000
500-5.000
100-5.000
10-1.500
5-200
1-100
10-1000