"Hay gente que mira la tierra y ve tierra nada más" Atahualpa Yupanqui

Transcripción

1 "Hay gente que mira la tierra y ve tierra nada más" Atahualpa Yupanqui Microbiología del suelo

2 ES UNO DE LOS RECURSOS NATURALES MENOS INVESTIGADO. AUNQUE GENERALMENTE NO SEA EVIDENTE A SIMPLE VISTA, EL SUELO ESTÁ ENTRE LOS HÁBITATS MÁS VARIADOS. Se considera a Winogradsky ( ) como el padre de la microbiología del suelo debido a la extraordinaria diversidad de procesos del suelo que logró investigar. Dentro de los científicos célebres que impulsaron la microbiología del suelo encontramos a: Beijerinck, Waksman, Fleming, Pasteur y Koch.

3 El suelo: Un biotopo, prácticamente ignorado. Biotopo: área de condiciones ambientales uniformes que provee espacio vital a un conjunto de flora y fauna. Complejo dinámico, caracterizado por una atmósfera interna, una cantidad particular de agua, elementos minerales, flora y fauna determinadas La parte más diversa, biológicamente, de la Tierra Composición del Suelo Fracción Mineral. Fracción Orgánica. Agua Aire Organismos vivos.

4 Biotopo (del griego βíος bios, "vida" y τόπος topos, "lugar"), en biología y ecología, es un área de condiciones ambientales uniformes que provee espacio vital a un conjunto de flora y fauna. El biotopo es casi sinónimo del término hábitat con la diferencia de que hábitat se refiere a las especies o poblaciones mientras que biotopo se refiere a las comunidades biológicas. Término que en sentido literal significa ambiente de vida y se aplica al espacio físico, natural y limitado, en el cual vive una biocenosis. Una biocenosis (también llamada comunidad biótica, ecológica o simplemente comunidad) es el conjunto de organismos de todas las especies que coexisten en un espacio definido llamado biotopo, que ofrece las condiciones ambientales necesarias para su supervivencia. Puede dividirse en fitocenosis, que es el conjunto de especies vegetales, zoocenosis (conjunto de animales) y microbiocenosis (conjunto de microorganismos). Un ecosistema, según la definición original Tansley (1935), está formado por la biocenosis junto con su ambiente físico o biotopo. El campo cultivado es la agrobiocenosis que, junto con su entorno físico-químico í í (biotopo) forman un agrosistema. El término biocenosis fue acuñado en 1877 por Karl Möbius, quien subrayaba así la necesidad de enfocar la atención no en el individuo sino en el conjunto de individuos. En otras palabras es una comunidad o conjunto de poblaciones de diferentes especies, que habitan una zona geográfica determinada y se ve influenciada por factores físicos como la luz, la temperatura, la humedad, etc. La biocenosis y el biotopo forman un ecosistema. La noción de biotopo puede aplicarse a todos los niveles del ecosistema: en un extremo se puede considerar el biotopo general, como el mar, formado por las comunidades vegetales, animales y de microorganismos que le corresponden, y en el otro extremo se puede considerar el biotopo local, como puede ser un arrecife coralino, con su fauna y vegetación característica asociada. Por lo tanto, el biotopo puede ser homogéneo desde el punto de vista ecológico, o puede comprender un conjunto de residencias ecológicas distintas, como es el caso de un río y su tramo alto, medio y bajo, donde viven, en cada uno de ellos, comunidades animales y vegetales diferentes.

5 EL SUELO Es el principal medio en el que crecen las plantas. Es el soporte físico que continuamente les proporciona: Los nutrientes inorgánicos. El agua. El entorno gaseoso adecuado para los sistemas radicales. Los nutrientes inorgánicos que utilizan las plantas provienen: de la atmósfera, de la mineralización de la materia orgánica y de la meteorización de las rocas de la corteza terrestre.

6 Composición del suelo Los suelos están formados de materia sólida y espacio poroso. El espacio poroso es ocupado por diferentes proporciones de aire y agua, dependiendo de las condiciones de humedad. Poro Materia orgánica Arcilla O 2 Película de Agua CO 2, H 2 S, CH 4 Arena Hifa (hongos) Bacterias

7 Horizontes del suelo

8 Horizonte A: La región más superficial y de mayor actividad Contiene la mayor parte del material orgánico del suelo, vivo o muerto: física, í químicaí y Grandes cantidades de biológica. partes de plantas y hojas muertas. Insectos y otros artrópodos pequeños. Lombrices de tierra. Organismos descomponedores. Nemátodos

9 Desechos orgánicos O 2, N 2, CO 2 Lluvia O 2, NH 3, CH 4, H 2 S Residuos inorgánicos granulados. Suelo: Horizonte A Rocas, silicatos Capa de agua Residuos orgánicos, humus. Agua Gases Raíces, insectos,microbios. Roca madre

10 En un gramo de suelo del horizonte A pueden haber: millones de bacterias + medio millón de hongos algas protozoos

11 Horizonte B:

12 El horizonte B: Contiene mucho menos material orgánico y está menos meteorizado que el horizonte superior. Hay pocos microorganismos Algunos materiales del horizonte A, llegan al B por filtración del agua a través del suelo: Óxido de hierro. Partículas arcillosas. Pequeñas cantidades de material orgánico.

13 Horizonte C: Compuesto por rocas y minerales fragmentados y meteorizados de los cuales se ha formado el suelo verdadero de los horizontes superiores. Los microorganismos son escasos.

14 Factores ambientales del suelo que afectan en mayor grado a las poblaciones de microorganismos: ph DEL SUELO Acidez- Alcalinidad TEMPERATURA POBLACIONES DE MICROORGANISMOS DISPONIBILIDAD DE OXÍGENO, AGUA Y SUSTANCIAS NUTRITIVAS TÉCNICAS DE MANEJO DEL SUELO

15 REQUERIMIENTOS NUTRITIVOS Utilización de energía lumínica. Oxidación quimioautotrófica de materias inorgánicas. Respiración heterótrofa de materia orgánica. Fermentación de materia orgánica.

16 Los microorganismos en el suelo Contribuyen a la formación de materia orgánica. Controlan la disponibilidad de muchos nutrientes importantes para las plantas.

17 Clasificación de los Organismos del Suelo por Tamaños Tomado de La Biodiversidad del Suelo

18 Papel de la población microbiana del suelo: Mineralización (descomposición) de la materia orgánica: proporciona a la planta los nutrientes necesarios para su desarrollo. Plantas y microorganismos son complementarios: unos fabrican materias carbonadas, otros liberan minerales.

19 Ciclo de la materia orgánica CO2 Fotosíntesis Caída de ramas, hojas, frutos.. Restos vegetales desaparecen bajo la acción de la microfauna y la microflora del suelo. Microfauna del suelo Microorganismos del suelo Mineralización Humificación

20 La microfauna está constituida esencialmente por las formas de vida animal presentes en el suelo cuyo ancho de cuerpo es menor a 100 micras. La microfauna comprende a los invertebrados (protozoarios, nemátodos y rotíferos) que viven en el agua libre y películas de agua que recubren las partículas del suelo. Papel de la microfauna del suelo: Disgregación de la materia orgánica. Diseminación de la microflora.

21 Disgregación de la materia orgánica. ELECCIÓN TRÓFICA: Régimen alimentario de la microfauna. Seleccionan los alimentos para los microbios. Aumentan las superficies de ataque para los microbios. Diseminación activa con las heces de la microflora intestinal. microfauna Diseminación pasiva: Transporte en la superficie del cuerpo. María Cecilia Arango Jaramillo Reutilización por otros organimos. Multiplicación de la microflora de las heces. Heces Invasión por los microbios del suelo. Reincorporación de mi icroorganismos al suelo.

22 En condiciones normales, las cubiertas vegetales desaparecen más o menos rápidamente bajo la acción combinada de la pedofauna (pedofauna o fauna edáfica o fauna telúrica: organismos animales que viven en el suelo (griego, pedon)) y la microflora telúrica. Las materias orgánicas van a incorporarse al suelo. Los insectos (colémbolos) y los arácnidos (ácaros) van a fragmentar los restos orgánicos y por ello van a aumentar las superficies de ataque para los microorganismos. Pero también van a actuar de manera indirecta seleccionando sus alimentos (elecciónó trófica). ó Esto no es forzosamente un inconveniente para los gérmenes. En el tubo digestivo del animal, una parte se digiere, pero otra se expulsa con las heces, pudiendo colonizar nuevos substratos. El colémbolo o el ácaro diseminarán así los hongos y las bacterias a grandes distancias (guardando las proporciones: 1 m) y se concentrará en la superficie la materia orgánica fresca (diseminación activa). También pueden transportar los gérmenes de manera en la superficie de su cuerpo (diseminación pasiva).

23 Plantas y microflora: organismos complementarios, en la mineralización de la materia orgánica. Los residuos orgánicos no consumidos van a ser degradados por la microflora. Son los hongos, en primer lugar, los que van a atacar a la materia orgánica fresca.

24 Mineralización de la materia orgánica Descomposición de hojas (Sucesión) Tiempo (las fases pueden ser simultáneas) Hongos: glucófilos utilización de las sustancias hidrosolubles Hongos celulolíticos: metabolismo de la celulosa. Hongos lignolíticos : degradación de la lignina. Bacterias: transforman residuos fúngicos y productos no consumidos por las hifas.

25 Bacterias Grupo más abundante por su versatilidad metabólica Autóctonas (crecimiento lento) y alóctonas (más activas). Funciones en el suelo: Degradación de compuestos resistentes. Enfermedades de vegetales. Producción de materia orgánica. Formación del humus. Oxidación de compuestos (NO 3-, SO 2-4,etc) nutrición vegetal. Interacciones sinérgicas y antagónicas. Antagonismos microbianos ATB Procesos biogeoquímicos. Principales bacterias aisladas del suelo: Gram (+): Bacillus (resiste condiciones extremas), Arthrobacter. Gram (-): Pseudomonas.

26 Bacterias La mayor parte son heterótrofas, siendo comunes los bacilos esporulados. Los Actinomicetos son los más abundantes en el suelo, resisten condiciones secas y pueden sobrevivir en suelos desérticos. Ejemplos: Nocardia, Arthrobacter y Streptomyces. Las bacterias del género Streptomyces además de producir antibióticos, producen metabolitos llamados geosminas las cuales dan al suelo su olor característico (a tierra mojada). En la rizosfera (región donde el suelo y las raíces de las plantas entran en contacto) existen especies de los géneros Rhizobium y Pseudomonas. Nocardia Streptomyces

27 Hongos Viven generalmente cerca de la superficie donde prevalece una condición aeróbica. Algunos son de vida libre y otros como las Micorrizas, viven en forma simbiótica con las raíces de plantas. Son comunes, especies de los géneros Candida, Aspergillus, Penicillium, Rhizopus y Mucor. Algunos hongos son importantes patógenos de las plantas atacando al trigo y al maíz entre otros. Los hongos del suelo son extremadamente importantes en la descomposición de la materia orgánica, utilizando la celulosa, la lignina y la pectina. La importancia del hongo en el suelo es que mejora la estructura física mediante la acumulación de sus micelios en él. Además los hongos forman unos agregados que ayudan a retener agua.

28 Penicillium sp

29 Rhizopus sp

30 Mucor produciendo esporangios negros sobre pan

31 Algas Mayormente se encuentran algas verdes y diatomeas en la superficie o cerca de ésta ya que necesitan luz para llevar a cabo la fotosíntesis. Juegan un papel importante en suelos erosionados o desérticos, ya que como son fotosintéticas inician la acumulación de materia orgánica en esa área. La población algal disminuye en períodos de oscuridad o de baja temperatura. Las algas son una fuente de nutrientes para un número considerable de habitantes del suelo, incluyendo protozoarios, hongos, lombrices de tierra y nemátodos. En suelos áridos, son comunes los líquenes, que son una simbiosis de algahongo.

32 Protozoarios Generalmente se encuentran cerca de la superficie debido a que requieren oxígeno. Los Protozoarios son predadores de algas y bacterias del suelo, controlando así la población bacteriana.

33 MICROBIOLOGIA DEL AIRE

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35 A la atmósfera se pueden introducir una gran variedad de partículas de origen biológico, como granos de polen, esporas fúngicas, bacterias, algas, protozoarios, insectos y, ocasionalmente, virus. El suelo y el agua son la fuente de los microorganismos en la atmósfera. El polvo transporta los microorganismos del suelo al aire. Las gotas de agua pueden contener microorganismos que penetran en la atmósfera.

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37 Las bacterias son menos numerosas en la atmósfera que los hongos, aunque algunas veces pueden encontrarse en la atmósfera como células independientes, generalmente lo hacen asociadas a partículas que varían en tamaño de <0.65 a >7.0µm.

38 (hongos)

39 BACTERIAS EN LA ATMÓSFERA-MICROBIOLOGÍA AMBIENTAL