Ecología microbiana Práctica No. 6
Enriquecimiento y estratificación de poblaciones microbianas de sistemas naturales M. en C. Ricardo Hernández Delgadillo
Introducción odos los seres vivos, incluidos los microorganismos, no tienen momento de reposo ante el cambiante ambiente en el que se encuentran. T
Los factores ambientales bióticos y abióticos que enfrentan, determinan su presencia y su función en un ecosistema dado.
Atlihuetzia, Tlax., a 5 de febrero de 2005.
Factores ambientales temperatura, actividad de agua, presión osmótica, humedad relativa, luminosidad, etc. Químicos: pH y potencial redox. Nutricionales: tricionales: fuentes energía, de electrones, de carbono, de nitrógeno, aceptor de electrones factores de crecimiento, sales minerales y agua.
Físicos:
Abióticos Factores
Interacciones Bióticos
poblacionales:
mutualismo, comensalismo, predación, parasitismo, amensalismo, competencia, etc.
La Columna de Winogradsky Sergei Winogradsky (1856 1953).
La columna de Winogradsky constituye un ecosistema completo y funcional en donde diversas poblaciones microbianas con actividades metabólicas interdependientes interactuan favoreciendo el crecimiento mutuo impulsado, en última instancia, por la energía luminosa.
Preparación de las columnas
Disponer de 4 columnas de vidrio.
Preparación de las columnas
Etiquetar adecuadamente cada columna.
Grupo, Sección, Equipo 1. Sin adiciones
Grupo, Sección, Equipo
Grupo, Sección, Equipo
Grupo, Sección, Equipo
2. Sacarosa
3. Detergente
4. Oscuridad
Evítese en lo posible, obstruir el paso de l a luz con la etiqueta.
Preparación de las columnas Para cada una de las columnas:
Colocar una tira de papel filtro.
Agregar muestra de sedimento hasta ¼ del volumen de la columna.
Agregar 5 g de CaSO4.
Mezclar con varilla de vidrio hasta obtener una mezcla homogénea.
Preparación de las columnas
A la Columna 2, agregarle 5 g de sacarosa. Mezclar con varilla de vidrio hasta obtener una mezcla homogénea.
Preparación de las columnas Para cada una de las columnas:
I
ntroducir un portaobjetos limpio.
Agregar 1 ml de rezasurina sobre la superficie de la mezcla.
Preparación de las columnas
A la Columna 3, agregarle 5 g de detergente comercial.
Preparación de las columnas Para cada una de las columnas:
Agregar agua de muestra correspondiente al sedimento empleado
hasta 2 cm por debajo del borde superior de la columna.
T
apar todas las columnas con un plástico transparente asegurado a la columna con cinta adhesiva transparente ¡sin impedir el intercambio de gases con el ambiente!
Incubación de las columnas
Exposición al fotoperiodo natural.
Grupo, Sección, Equipo
Grupo, Sección, Equipo
Grupo, Sección, Equipo
Grupo, Sección, Equipo
1. Sin adiciones
2. Sacarosa
3. Detergente
4. Oscuridad
Ecología de la Columna de Winogradsky
O2
A lo largo de la columna, una escasa pero variada población quimioorganoheterotrófica quimiolitoautotrófica respira aeróbicamente (p.e Escherichia coli o Nitrosomonas) la materia orgánica presente, incluida la celulosa y la sacarosa incorporadas, produciendo agua y CO2 formando un gradiente de concentración de oxígeno, alto en la superficie y bajo en el fondo (sedimento).
Ecología de la Columna de Winogradsky
O2
En el sedimento, una parte de la población quimioorganoheterotrófica (p.e. Clostridium), fermenta materia orgánica, incluida la sacarosa adicionada liberando materia orgánica en forma de alcoholes y ácidos orgánicos, además de CO2 e H2.
Ecología de la Columna de Winogradsky
O2
H2 S
En el sedimento, otra parte de la población quimioorganoheterotrófica (por ejemplo Desulfovibrio), respira anaeróbicamente los alcoholes y los ácidos orgánicos utilizando (Ca2+)SO42- como aceptor de electrones, reduciéndolo a H2S. La consecuencia es la formación un gradiente de concentración de H2S, bajo en la superficie y alto en el fondo (sedimento).
Ecología de la Columna de Winogradsky
O2
H2 S
Las bacterias verdes del azufre, p.e. Chlorobium toleran concentraciones más altas de H2S que la bacterias púrpuras del azufre, p.e. Chromatium. Ambos grupos son organismos Fotolitoautotróficos anoxigénicos, que utilizan la luz como fuente de energía el H2S como donador de electrones, oxidándolo a SO42-, y fijan CO2 como única fuente de carbono ¡ incorporando materia orgánica al ecosistema!
Ecología de la Columna de Winogradsky
O2
H2 S
A concentraciones todavía más bajas de H2S, progresa un grupo de bacterias púrpuras no del azufre (por ejemplo Rhodospirillum), fotoorganoautotróficas anoxigénicas, que utilizan la luz como fuente de energía alcoholes y ácidos orgánicos como donador de electrones y fijan CO2 como única fuente de carbono ¡ incorporando materia orgánica al ecosistema!
Ecología de la Columna de Winogradsky
O2
Hacia la superficie, en una zona microaerofílica, progresa una población quimiolitoautotrófica que respira aeróbicamente (por ejemplo Beggiatoa), oxidando H2S hasta SO como fuente de energía y donador de electrones y fijan CO2 como única fuente de carbono 24
H2 S
¡ incorporando materia orgánica al ecosistema!
Ecología de la Columna de Winogradsky
O2
H2 S
Hacia la superficie, en una zona francamente aeróbica, progresa una población fotolitoautotrófica oxigénica de cianobacterias y algas que utilizan la luz como fuente de energía al H2O como donador de electrones y fijan CO2 como única fuente de carbono ¡ incorporando materia orgánica al ecosistema!
Ecología de la Columna de Winogradsky
O2
En la superficie, progresa una muy variada población quimioorganoheterotrófica que respira aeróbicamente (p.e. Bacillus megaterium) oxidando materia orgánica para producir CO2. H2 S
Fisiología
de la columna de Winogradsky
O2 óxico microóxico
anóxico
muchos aerobios cianobacterias algas Beggiatoa Rhodospirillum
uimioorganoheterotrofía (respiración aerobia) Quimiolitoautotrofía (respiración aerobia) Fotolitoautotrofía (oxigénica) Quimiolitoautotrofía (respiración aerobia) Fotoorganoautotrofía (anoxigénica) Q
otolitoautotrofía (anoxigénica)
Chromatium
F
Chlorobium
F
otolitoautotrofía (anoxigénica)
uimioorganoheterotrofía (respiración anaerobia) Quimioorganoheterotrofía (fermentación) Q
Desulfovibrio Clostridium
H2S
La Columna de Winogradsky constituye un ecosistema completo y funcional en donde diversas poblaciones microbianas con actividades metabólicas interdependientes interactuan favoreciendo el crecimiento mutuo impulsado, en última instancia, por la energía luminosa.
En
Tao Wang, Trinidad Mejía, Nidia Sánchez, Ricardo Hernández, Norma Pescador y Gisela Boll. Xochimilco, D.F., a 10 de septiembre de 2005.
Ecología Microbiana Team
