Unidad 1: Principales grupos de microorganismos

Cátedra Microbiología Agrícola
UNIVERSIDAD NACIONAL DE ENTRE RÍOS
FACULTAD DE
CIENCIAS AGROPECUARIAS
Unidad Temática 1
LOS MICROORGANISMOS: CARACTERÍSTICAS GENERALES
Benintende, Silvia y Musante, Carina
Constituyen un importante grupo de organismos simples, principalmente unicelulares
microscópicos y otros macroscópicos filamentosos capaces de realizar innumerables
procesos biológicos. Este grupo está integrado por bacterias, algas, hongos, protozoos.
Cumplen con los principios característicos de las células vivas (autoalimentación,
autoduplicación, diferenciación, señalamiento químico y evolución). Dentro de este grupo
de organismos se presentan los dos tipos de organización celular. La célula procariota,
que constituye el tipo celular de las bacterias (incluye cianobacterias y actinomicetes) y la
célula eucariota que es el tipo celular presente en hongos, algas y protozoos.
Los virus no son considerados por la mayor parte de los científicos como organismos
vivos ya que no cumplen con muchos atributos de las células. No son sistemas abiertos
dinámicos, una partícula viral no es capaz de cambiar o reponer sus partes. Carecen de
organización celular, capacidad metabólica, autoduplicación. No se los considera
microorganismos sino entidades biológicas submicroscópicas muy simples. Están
constituidos por ácidos nucleicos ( ADN ó ARN) y una cubierta proteica y necesitan de
una célula viva para su multiplicación.
ALGAS
Son un grupo de organismos de estructura simple formado por células eucariotas, la
mayoría poseen pared celular. El modo principal de obtención de energía es la
fotosíntesis mediante la que producen oxígeno al realizar el proceso (poseen distintos
tipos de clorofilas: A, B, C. D y E). Aunque la mayoría de las algas son unicelulares y
microscópicas, muchas son visibles y habitan diversos ambientes, principalmente el agua.
Muchos géneros de algas tienen representantes que viven en simbiosis con hongos y
forman líquenes Su color varía, las hay verdes, rojas, amarillas, cafés. El color de las tres
últimas se debe a los pigmentos accesorios, que le dan esa característica para poder
atrapar la luz solar a distintas profundidades. Las algas pueden llegar a ser importantes
constituyentes de la flora del suelo y pueden existir incluso en situaciones tan extremas
como sobre la nieve, entre las arenas del desierto o en aguas termales cuya temperatura
está por sobre los 80 ºC. Sin embargo, su mayor desarrollo y diversidad se ha logrado en
el mar. Allí viven en dos tipos de situaciones muy distintas: algunas viven flotando en las
capas más superficiales de agua, son generalmente unicelulares y se les reconoce con el
nombre general de algas planctónicas. Otro grupo vive adherido a rocas y piedras y se les
conoce como algas bentónicas. Ambos grupos son los productores más importantes en el
mar y la base de todas las cadenas tróficas allí existentes. A continuación se describen
algunas de las de mayor importancia.
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Algas pardas: es el nombre que reciben unas 1.500 especies de algas marinas de color
pardo conocidas (Phaeophitas). Son las algas de mayor tamaño. Su color se debe a la
presencia del pigmento fucoxantina, que, junto con otros pigmentos xantofílicos,
enmascara el color verde de la clorofila. -----------------------------------------------------------------Algas rojas: constituido por un grupo de algas con más de 3.000 especies
(Rhodophytas). Las algas rojas se caracterizan por tener pigmentos ficobilínicos que les
confieren el color rojizo (ficoeritrina y ficocianina), debido a que enmascaran el color de las
clorofilas. Algunas especies son de agua dulce. Las paredes celulares de ciertas algas
rojas son la única fuente de donde se extraen dos carbohidratos polisacáridos de gran
importancia económica: el agar y el carraguín. Ambas sustancias están químicamente
relacionadas y tienen propiedades suspensivas, emulsionantes, estabilizantes y
gelidificantes. ----------------------------------------------------------------------------------------------------Algas verdes: es la denominación que reciben los miembros de un filo o división de algas
que suman entre 6.000 y 7.000 especies (Chlorophytas). Se las conoce con el nombre de
algas verdes o clorófitas, debido al intenso color que otorga la clorofila a y b. Se las
considera predecesoras de las plantas verdes terrestres. Las algas verdes se diferencian
de las plantas superiores porque carecen de tallos, hojas, raíces y sistemas vasculares
verdaderos.
Por lo general, todas estas especies se pueden ver a lo largo de las orillas rocosas de los
mares. También son habitantes de aguas dulces. Muchos clorófitos unicelulares se
agrupan en filamentos y son visibles como musgo de río o verdín de charca. ----------------Diatomeas: Las diatomeas (Chrysophytas) son organismos unicelulares con
una pigmentación similar, aunque no idéntica, a la de las algas pardas. Se
encuentran en todos los tipos de aguas y en suelos húmedos. Pueden flotar
formando parte del plancton o fijarse a rocas u otras superficies, contribuyendo
de forma significativa a la cadena alimentaria de los hábitats acuáticos.
Sus paredes celulares están impregnadas con sílice y se fosilizan dando
lugar a la formación de rocas denominadas tierra de diatomeas,
que se usa como abrasivo y filtrante. --------------------------------------------------------------
PROTOZOOS
Son organismos microscópicos formados por una sola célula, heterótrofos en su mayoría,
que viven en medios líquidos, son capaces de moverse y se reproducen usualmente por
bipartición o fisión longitudinal o transversal. Su ciclo de vida consiste en una fase activa y
una fase de reposo o cística en la que el organismo segrega una espesa capa protectora
lo que le permite resistir por muchos años en ambientes adversos. Muchas especies viven
en hábitats acuáticos como océanos, lagos, ríos, charcas y las hay también en los poros
llenos de agua del suelo. Hay algunas habitantes del estómago de los rumiantes. Su
tamaño varía desde 2 hasta 70 micrómetros. Los protozoos se alimentan de bacterias,
productos de desecho de otros organismos, algas y otros protozoos (fagositosis) aunque
también hay saprofitos (viven de la materia orgánica muerta) y fotosintéticos (solo dos
géneros). Muchas especies son capaces de moverse utilizando diversos mecanismos:
flagelos, estructuras propulsoras con forma de látigo; cilios de aspecto piloso, o por medio
de un movimiento ameboide, un tipo de locomoción que implica la formación de
pseudópodos.
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Rizópodos: Poseen pseudópodos (falsos pies), que son
prolongaciones de la célula que les sirven para el
movimiento y para alimentarse. Un ejemplo característico
es la ameba.
Sarcodina
C ilia d o s
Ciliados: Se desplazan por cilios, filamentos cortos y
numerosos que rodean su cuerpo. Pueden poseer dos
núcleos. Como ejemplos podemos citar el Paramecio y la
Vorticela.
paramecio
(bipartición)
F la g e la d o s
Flagelados: Para moverse utilizan unos filamentos
largos y poco numerosos, llamados flagelos. Muchos son
de vida libre y otros son parásitos, como el Tripanosoma,
que produce la enfermedad del sueño.
P a ra m e c io (b ip a rtic ió n )
Gardia
Esporozoos: Son todos parásitos de células. Carecen de
órganos de locomoción. Se reproducen por división
múltiple, formando numerosas esporas. Un representante
es el Plasmodio, que produce la malaria o paludismo,
enfermedad de los glóbulos rojos de la sangre.
El plasmodio es transmitido por la hembra del mosquito
Anopheles.
G ia rd ia
Plasmodio
HONGOS
Los hongos constituyen un conjunto heterogéneo de pequeños organismos eucarióticos
que se caracterizan por la carencia de pigmentos fotosintéticos y tener una nutrición
heterotrófica generalmente por absorción. La mayoría de los hongos poseen un cuerpo
vegetativo filamentoso, con crecimiento apical y pared celular. Tienen reproducción sexual
o asexual y forman, en cualquier caso, algún tipo de esporas. No obstante existen
excepciones.
El ciclo de desarrollo de los hongos se puede dividir en dos fases:
- fase de crecimiento y desarrollo o asimilativa.
- fase reproductiva, sexual o asexual.
La mayoría de las 100.000 especies de hongos conocidas son estrictamente saprófitas y
viven sobre la materia orgánica muerta, a la que descomponen.
Gemación
Levadura
gemando
una excepción
“las levaduras”:
constituyen un conjunto de especies,
pertenecientes a los tres grupos de hongos
superiores, que han perdido en gran parte el
crecimiento micelial y se han hecho unicelulares.
Las levaduras típicas constan de pequeñas
células ovales que se multiplican formando
yemas (gemación). Éstas crecen hasta alcanzar
el tamaño de la célula madre y se dividen
mediante un tabique transversal. Este grupo tiene
gran importancia, ya que participa en algunos
procesos de producción de alimentos.
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Alrededor de 50 especies de hongos producen enfermedades en el hombre y casi el
mismo número ocasiona enfermedades en los animales, la mayoría de las cuales son
enfermedades de la piel o de sus apéndices. Sin embargo más de 15.000 especies de
hongos producen enfermedades en las plantas constituyendo el grupo más importante de
agentes fitopatógenos. Todas las plantas son atacadas por algún tipo de hongo, y cada
uno de los hongos parásitos ataca a uno o más tipos de plantas. Su importancia dio lugar
al nacimiento de la Fitopatología (o PatologíaVegetal) como una ciencia independiente de
la Micología.1
Morfología.
Las diversas formas que presentan los hongos responden a adaptaciones al modo de
nutrición por absorción, ya sea como saprófitos o como parásitos, además de las
estructuras reproductivas y de las formas de resistencia que les permiten dispersarse y
sobrevivir en condiciones adversas. Normalmente existe una división de funciones, con
determinadas células o grupos de células destinadas a la obtención de nutrientes y otras
especializadas en la reproducción. Así se distinguen dos fases una vegetativa y otra
reproductiva.
Fase Vegetativa
El cuerpo vegetativo de los hongos se denomina talo o micelio y está constituido por una
masa de unidades simples filamentosas denominadas hifas. Las hifas son tubos rígidos
(estructuras homólogas a la pared celular) que encierran el protoplasma y pueden estar
divididas por tabiques o septas, en cuyo caso, estas poseen poros que aseguran la
continuidad citoplasmática. Si carecen de septas se las denomina hifas cenocíticas.
El micelio se organiza también en “tejidos” o entramados más o menos compactos de
hifas denominados plecténquima, que pueden llegar a parecer tejidos vegetales. El
plecténquima se denomina prosénquima si es posible distinguir las hifas que lo integran, o
bien pseudoparénquima si estas han perdido su individualidad. Tabla 1.
micelio
Normalmente el micelio se origina
de la germinación y posterior
crecimiento de una espora. Luego
de la germinación la espora emite
un largo filamento (hifa) que se
ramifica y da lugar al micelio.
Tabla 1: Principales estructuras miceliares.
Plecténquima
Pseudoparenquimatosas
Prosenquimatosas
esclerocio: cuerpo denso, regular o
rizomorfos: agregaciones de hifas que
irregular, de coloración oscura. Es una
originan una especie de cilindro. En el
estructura de resistencia, que puede
ápice presentan pequeñas hifas que
germinar.
funcionan como pelos absorbentes.
estroma: cuerpo formado por
cordones miceliales: agregaciones de
compactación hifal. Dentro de él se
hifas sin orden y que se deben a un
desarrollan estructuras fructíferas del
crecimiento anexo de hifas secundarias.
hongo (sexuales o asexuales). A veces
contiene tejido del hospedero (planta).
apotecio: es el cuerpo fructífero de los
Ascomycota. Es una estructura sexual.
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Micología: subdisciplina de la Microbiología que aborda el estudio de los hongos.
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Fase Reproductiva
Aunque los hongos pueden reproducirse a partir de estructuras asimiladoras vegetativas o
de reposo (células individuales, fragmentos de micelio, esclerocios, etc.), la forma más
común es mediante la formación de esporas. Las esporas son unidades reproductivas
especializadas compuestas por una o varias células, que se producen sexual o
asexualmente. Las esporas sexuales se producen mediante el proceso de la meiosis y las
asexuales, las más frecuentes en la fase patogénica del hongo, se producen a través de
la mitosis.
esporas
La enorme variedad de formas,
tamaños, colores, septación y métodos
de formación de las esporas es de
fundamental
importancia
para
el
reconocimiento de los hongos.
Estructuras Reproductivas Vegetativas
Las principales esporas asexuales son las esporangiosporas y los conidios.
Las esporangiosporas se forman en el interior de una célula modificada llamada
esporangio, del cual son liberadas tras su maduración a través de un poro o
mediante la desintegración de aquél.
Los conidios son esporas asexuales no móviles, que se forman (exógenamente)
en el ápice o en el lado de una célula esporógena. A veces una célula hifal
preexistente puede convertirse en un conidio.
La clamidospora es un tipo especial de espora asexual con paredes gruesas y
adaptada para la resistencia a condiciones adversas que se forman por
acumulación de material protoplásmico y engrosamiento celular en determinadas
zonas de hifas o conidias.
Estructuras Reproductivas Sexuales
La reproducción sexual, o los procesos que se asemejan a ella, se presentan en la
mayoría de los hongos. En algunos de ellos, un par de células (gametos) de
tamaño y forma semejante se fusionan y producen un zigoto, denominado
zigospora. En otros grupos, los gametos son de tamaño distinto y al zigoto se le
denomina oospora. En el grupo de los Ascomycotas las esporas sexuales, o
ascosporas, se producen dentro de estructuras llamadas ascos (o ascas) y en los
Basidiomycotas las basidiosporas se forman sobre estructuras denominadas
basidios. Las esporas sexuales están asociadas con el proceso de meiosis en la
reproducción sexual de los hongos.
En algunos hongos no se forman gametos definidos, y en lugar de ello un micelio
se fusiona con otro micelio compatible.
conidios sobre
conidióforos
esporas
sexuales
Los hongos se clasifican en homotálicos si son autofértiles, y heterotálicos cuando son
autoestériles o interfértiles. Los hongos homotálicos tienen la capacidad de producir
las esporas sexuales en el mismo micelio. La reproducción sexual en los heterotálicos
solo se da cuando se ponen en contacto dos micelios (+ y -). Además de este
fenómeno de compatibilidad, los hongos pueden ser sexualmente indiferenciados o
presentar órganos sexuales específicos (gametangios) que pueden diferenciarse en
femeninos (oogonio, ascogonio) o masculinos (anteridio, espermacios). Estos órganos
se pueden producir en el mismo individuo (hermafrodita o monoico) o en individuos
distintos (dioico).
cuerpo fructífero
de un hongo de
sombrero
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Taxonomía de hongos
La taxonomía clásica ha clasificado a los hongos según la morfología de las esporas
sexuales (y/o asexuales) y las estructuras relacionadas a ellas.
La taxonomía actual se basa en el genotipo de los hongos para su clasificación, es decir
en el estudio de ciertas características moleculares de su genoma. Esto ha producido un
replanteo en la taxonomía clásica, la cual sufrió importantes cambios en los últimos años y
actualmente está en constante revisión. No obstante, las claves taxonómicas basadas en
la morfología (taxonomía clásica) son útiles para el reconocimiento de los hongos y se las
sigue utilizando para diversos fines.
Desde el punto de vista agronómico, los hongos se dividen en cuatro grupos principales:
Oomycota, Zigomycota, Ascomycota y Basidiomycota. Las características de cada grupo
se resumen en la Tabla 2. Los integrantes de la División Oomycota se consideran
PSEUDOHONGOS (organismos semejantes a hongos). Esta División pertenece al Reino
STRAMINIPILES (CHROMISTA). Los integrantes de las Divisiones Zigomycota,
Ascomycota y Basidiomycota se consideran HONGOS VERDADEROS y pertenecen al
Reino FUNGI.
Tabla 2: Principales grupos de hongos de interés agronómico.
Grupo
(División)
Hifas
Tipo de espora
sexual
Oomycota
cenocíticas
oospora
Zigomycota
cenocíticas
zigospora
Ascomycota
septadas
ascospora
Basidiomycota
septadas
basiodiospora
Enfermedades comunes en las
plantas
Podredumbre de tallos y raíces,
enfermedades foliares.
Ej: “mildiu de la vid”.
Podredumbre en tubérculos, frutos, etc.
Enfermedades vasculares, foliares, etc.
Ej: “cancro del tallo de la soja”
Royas y carbones de los cereales.
Ej: “roya negra del tallo del trigo”
Pleomorfismo
El pleomorfismo de los hongos determina que una misma especie pueda tener varios
nombres válidos, uno para el estado sexual o perfecto (teleomorfo), que es el que se debe
utilizar para referirnos al hongo completo (holomorfo), y otro para el estado asexual o
imperfecto (anamorfo.)
BACTERIAS
Son seres generalmente unicelulares de células de tamaño variable cuyo límite inferior
está en las 0,2 µ y el superior en los 50 µ ; sus dimensiones medias oscilan entre 0,5 y 1µ
. Las bacterias son células procariotas. El examen microscópico no permite identificarlas,
ya que existen pocos tipos morfológicos, cocos (esféricos), bacilos (bastón), espirilos
(espiras) y es necesario por lo tanto recurrir a pruebas acerca de su fisiología y
capacidades bioquímicas. La multiplicación bacteriana se realiza por fisión binaria.
Constituyen el grupo de microorganismos con mayor diversidad metabólica, entre las
bacterias hay autótrofas y heterótrofas. Existen bacterias en prácticamente todos los
sitios. Aunque las bacterias patógenas parecen ser las más preocupantes, su importancia
en la naturaleza es ciertamente menor. El papel de las bacterias no patógenas es
fundamental. Intervienen en el ciclo del nitrógeno y del carbono, así como en los
metabolismos del azufre, del fósforo y del hierro. Las bacterias de los suelos y aguas son
indispensables para el equilibrio biológico. Las bacterias pueden ser utilizadas en las
industrias alimenticias y químicas: intervienen en la síntesis de vitaminas y de antibióticos.
Bajo el nombre de bacterias, en la actualidad, se agrupan las denominadas eubacterias y
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cocos
bacilos
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arqueobacterias. Si bien ambas están formadas por células procariotas,
se ha
descubierto que la constitución química celular de estos grupos es muy diferente. Desde
un punto de vista evolutivo, se establece que las arqueobacterias y las eubacterias no
estás más ligadas entre sí que con los organismos eucarióticos. Las arqueobacterias
comprenden un grupo muy primitivo que incluye organismos halófitos, termófilos y las
bacterias metanogénicas.
Actinomicetes : Son organismos procarióticos por lo tanto pertenecen al grupo de las
bacterias aunque se los consideró por mucho tiempo como organismos intermedios entre
bacterias y hongos filamentosos ya que su estructura vegetativa es de tipo miceliar. En los
ambientes en los que se desarrollan cumplen numerosas funciones. Se destaca su
capacidad de producción de antibióticos, sustancias que pueden inhibir el desarrollo de
otros microorganismos.
Cianobacterias: Es un grupo formado por organismos unicelulares o filamentosos que
poseen clorofila tipo a y otros pigmentos como la ficocianina (azul) y ficoeritrina (roja)
cuyas combinaciones le dan la coloración característica. Muchos integrantes del grupo
poseen la doble función de fijar C y N (reducción de CO2 y N2). Tienen una importancia
fundamental en la colonización de suelos con escasa materia orgánica. También se
asocian con hongos formando líquenes.
I
Nostoc sp.
Oscillatoria sp.
Bibliografía consultada
BROCK, T. & MADIGAN, M. Microbiología. 6º Ed. México. Prentice Hall
Hispanoamaricana S.A. 1993. 956 pag.
FRIONI, L. Procesos microbianos. Tomo I. Río Cuarto. Editorial de la Fundación
Universidad Nacional de Río Cuarto. 1999. 282 pag.
STANIER, R.; INGRAHAM, J.; WHEELIS, M. & PAINTER, P. Microbiología. 2º Edición
(The microbial world. Fifth Edition). Barcelona. Editorial Reverté. 1996.
http//:www.indexfungorum.org/Names (Fecha: 31/03/2009)
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actinomicetes