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Ecología Microbiana
If I could do it all over again, and
relieve my vision in the twentyfirst century, I would be a
microbial ecologist.......
Edward O. Wilson
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oikos=casa
logos= estudio (Haeckel, 1886)
Ecología:lalaciencia
cienciaque
queexplora
exploralas
lasinterrelaciones
interrelaciones
Ecología:
abiótico
entrelos
losorganismos
organismosyysu
sumedio
medioambiente
ambientebiótico
bióticoyyabiótico
entre
Representa una nueva visión holística que reconoce la
importancia de todos los organismos vivos en el mantenimiento
del balance ecológico
específicamente
EcologíaMicrobiana:
Microbiana:lalaciencia
cienciaque
queespecíficamente
Ecología
examinalas
lasrelaciones
relacionesentre
entrelos
losmicroorganismos
microorganismosyysu
sumedio
medio
examina
ambientebiótico
bióticoyyabiótico
abiótico
ambiente
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Niveles de organización
Ciencias de estudio
biósfera
ecosistema
comunidad
población
Organismo
(ESPECIES)
órganos
células
átomos
sistemas
moléculas
3
El rápido desarrollo tecnológico que se inicio con la
revolución industrial trajo aparejado
„
Avances en las ciencias médicas, reducción de la tasa de
mortalidad
Explosión demográfica
„
Producción industrial, extracción de recursos y la agricultura
intensiva
Rápida disminución
de los recursos
no renovables
„
Producción de materiales
sintéticos
Deterioro del
medio ambiente
4
Las proyecciones de científicos y economistas
sobre crecimiento de población, consumo
contaminación.
El impacto social de la publicación del libro “Silent
Spring” de Rachel Carson
4
5
6
La Ecología Microbiana en el Siglo XX
„
Sergei Winogradsky (finales del siglo XIX).
Aisla las bacterias nitrificantes.
‹ Desarrolla un sistema para crecimiento de las
bacterias microaerófilas y fotosintéticas del suelo
(Columna de Winogradsky).
‹ Describe la oxidación microbiana de el sulfídrico y del
ferroso, se describe la vida quimiolitrótofa.
‹ Describe la fijación del nitrógeno y la simbiosis con
plantas.
‹ Clasifica a los microorganismos del suelo: autóctonos
y zimogenos
‹
Esconsiderado
consideradoelelpadre
padrede
dela
lamicrobiología
microbiologíadel
delsuelo
suelo
Es
7
Martinus Beijerinck (principios del siglo XX)
“La forma en que yo enfoco la microbiología….puede
exponerse brevemente como el estudio de la
ecología microbiana, es decir la relación entre las
condiciones ambientales y las formas especiales de
vida que les corresponde”
„
Aisla agentes simbióticos y la simbiosis con plantas.
‹ Ciclo del nitrógeno y del azufre.
‹ Reconoce la ubicuidad de los microorganismos y la
influencia selectiva de las condiciones ambientales
desarrolla técnicas de enriquecimiento.
‹ Funda una escuela dedicada al estudio de la
diversidad y la fisiología bacteriana.
‹
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8
„
Kluyver A., van Niel C. y Stanier R: mayor
compresión del papel de los microorganismos en
los procesos de reciclado. Fisiología Microbiana.
„
1970: Comité de Microbiología Ambiental:
reconoce formalmente la disciplina ecología
microbiana.
„
1977 I International Symposium on Microbial
Ecology
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9
10
PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN EL
FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
Flujo
Flujo
de
de
Materia
yenergía
Energía
Productores
Productores
primarios
primarios
Algas eucarióticas
Cianobacterias
Anoxifotobacterias
Bacterias quimiolitotrofas
Reciclado
de
nutrientes
Consumidores
Consumidores
Descomponedores
Descomponedores
Protozoos, Algas mixotrofas
Bacterias (loop microbiano)
Hongos, Bacterias
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Todos los seres vivos de la Tierra dependen de la
vida procariota
Miembros esenciales de la biosfera, hacen posible el
funcionamiento de los ciclos biogeoquímicos.
„ Están presentes en todos los lugares en los que
pueda existir vida.
„
‹ -Tamaño
pequeño: gran capacidad de dispersión.
‹- Variabilidad y flexibilidad metabólica: tolerar
y adaptarse a las condiciones ambientales.
‹- Plasticidad genética (transferencia horizontal de
genes): recombinar y recolectar las características
positivas.
„
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Si bien existen interacciones desfavorables entre la
actividad humana y los microorganismos:
enfermedad, degradación, etc.
Losmicroorganismos
microorganismos juegan
juegan un
un importante
importante rol
enla
la
Los
rol en
resolución de
de problemas
problemas ambientales
resolución
ambientales yy económicos
económicos
13
Además....
Este universo de vida “invisible”
representa un vasto terreno todavía
inexplorado de conocimiento y
diversidad biológica.
No sabríamos
de la vida en
condiciones
extremas
La fotosíntesis
sería aerobia y
oxigénica
Los seres vivos
más longevos
no superarían
los 1000 años
Sin el conocimiento de los microorganismos la
biología sería muchos más limitada
9
14
Los microorganismos constituyen el
principal componente de la biodiversidad
pero....
Se requieren herramientas apropiadas para
cuantificar y evaluar:
 „ La diversidad (microorganismos presentes)
 „ La distribución (heterogeneidad espacial y
temporal de las comunidades en su ambiente).
 „ La actividad (funciones de los microorganismos)
11
15
Estos estudios estuvieron limitados durante
años a la microbiota que puede ser
cultivada en el laboratorio:
„
Condiciones ambientales artificiales que
solo permite el desarrollo de unos pocos
microorganismos.
„
Los resultados dependen de la habilidad,
persistencia y suerte? del investigador.
16
• G J Olsen, D J Lane, S J Giovannoni, N R Pace, D A Stahl.1986.
Microbial Ecology and Evolution: A Ribosomal RNA Approach.
Annu. Rev. of Microbiol.,
• N R Pace, D A Stahl, D J Lane, G J Olsen.1986.The Analysis of
Natural Microbial
by ribosomal
sequences.En
Advances in
Ecology. Vol. 9. K.C.
(Ed.).
Plenum Press, pp.
Metodología que
liberó a la
microbiología de la
“esclavitud” del
cultivo en placa
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Interacciones microbianas y Evolución
Colonización de otros planetas
Genética y
Biología Molecular
Ecología
Microbiana
Microbiología
Suelo, agua, etc.
Aplicada
Ecología de ecosistemas
(suelo, lago, rumen, etc.)
Tratamiento de agua
Bioquímica y
Trat de residuos sólidos
Fisiología
Biorremediación
Control de enfermedades
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Desafío del siglo XXI
Convertir estas “piezas
inanimadas de información”
(genes) en conocimiento de la
actividad celular
Integración de los estudios
tradicionales de fisiología, genética
y ecología con las modernas
genómica y proteómica
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