TEMA XIV INTERACCIONES ENTRE POBLACIONES MICROBIANAS Y ANIMALES
PREDACIÓN DE MICROORGANISMOS POR ANIMALES: - Captura de agregados microbianos - Filtración de alimentos CULTIVO/CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS POR/EN ANIMALES PARA ALIMENTO Y NUTRICIÓN: - Cultivo directo externo de biomasa microbiana: - Hormigas (Atta sp.) - Escarabajo de la ambrosía - Termitas - Mutualismo relacionadas con la nutrición: - Ectosimbiosis de protozoos-insectos - Endosimbiosis de hongos y bacterias con insectos - Endosimbiosis de microorganismos fotosintéticos con invertebrados acuáticos - Ectosimbiosis de peces con bacterias - Ectosimbiosis de aves con bacterias y hongos - Asociaciones de invertebrados de fumarolas submarinas con quimiolitotrofos - Simbiosis de rumiantes con protozoos, bacterias y hongos - Simbiosis en los tractos intestinales de animales de sangre caliente SIMBIOSIS CON BACTERIAS LUMINISCENTES
CAPTURA DE AGREGADOS MICROBIANOS (GRAZING) Se consumen masas coherentes de millones de microorganismos - Raspado e ingestión de costras microbianas sobre superficies sumergidas: Gasterópodos (caracoles), Equinodermos (erizos de mar), Patélidos (lapas). - Consumo de pellets fecales propios o ajenos. Se consume biomasa microbiana y se obtienen vitaminas, etc...: microartrópodos y roedores del suelo, invertebrados acuáticos. - Pastoreo de biomasa microbiana crecida sobre secreciones mucosas del animal: meiofauna marina - Consumo de biomasa microbiana creciendo sobre detritus o partículas de suelo: invertebrados marinos y de agua dulce; lombriz de tierra
FILTRACIÓN DEL ALIMENTO Consumo de presas microbianas planctónicas - Invertebrados bentónicos sésiles. Mantienen un flujo de agua (cilios, patas, antenas, cola, agallas) y filtran el agua (agallas, tentáculos, redes mucosas): Porifera (esponjas), crustáceos sésiles (percebes), gusanos poliquetos tubícolas, Lamelibranquios (bivalbos), Braquiopoda, Tunicados, Briozoos. - Microcrustáceos planctónicos: Cladócera (aguas dulces), Copépoda (aguas dulces y marinas), Euphausia (krill marino) - Formas larvales de invertebrados y otros organismos como rotíferos
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN CULTIVO DIRECTO EXTERNO DE BIOMASA MICROBIANA ATTA BROMATIA Hormiguero e hifas de hongo
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN CULTIVO DIRECTO EXTERNO DE BIOMASA MICROBIANA TERMITAS Túneles TERMITOMYCES LARVAS Y HONGOS AMBROSIA
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN ECTOSIMBIOSIS DE PROTOZOOS CON INSECTOS XILÓFAGOS - Los xilófagos tienen en su intestino grandes cantidades de protozoos flagelados con bacterias en su interior - Los protozoos y sus bacterias son responsables de la degradación de la celulosa produciendo acetato (que es absorbida por el animal), CO 2 y H 2 - También existen arqueas metanogénicas en el aparato digestivo que transforman el CO 2 y H 2 en CH 4 que es expelido al exterior - Además están presentes bacterias fijadoras de N 2 atmosférico (Enterobacter agglomerans) importantes para completar la dieta basada en derivados del material vegetal Coleóptero de la madera Cucaracha
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN ENDOSIMBIOSIS DE HONGOS Y BACTERIAS CON INSECTOS - Los insectos con dietas restringidas, por ejemplo los chupadores de sangre necesitan relacionarse simbióticamente con microbios que suplen sus deficiencias dietéticas mediante factores de crecimiento. -Los microorganismos se encuentran localizados dentro de células que forman órganos especiales llamados MICETOMAS. - La supresión de la población bacteriana en los piojos causa fallos en la reproducción del animal.
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN ENDOSIMBIOSIS DE HONGOS Y BACTERIAS CON INSECTOS - Los áfidos muestran una relación mutualista con Buchnera desde hace entre 150 y 250 Ma. - Hay transmisión vertical de los simbiontes y una coevolución de ambos componentes de la asociación Simbiosoma
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN ENDOSIMBIOSIS DE MICROORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS CON INVERTEBRADOS ACUÁTICOS MOLUSCOS (Bivalvos, nudibranquios, cefalópodos)
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN ENDOSIMBIOSIS DE MICROORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS CON INVERTEBRADOS ACUÁTICOS PORÍFEROS PLATELMINTOS
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN ENDOSIMBIOSIS DE MICROORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS CON INVERTEBRADOS ACUÁTICOS CELENTERADOS (Medusas, corales, hidras..)
CORALES ENDOSIMBIOSIS DE MICROORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS CON INVERTEBRADOS ACUÁTICOS Zooxantelas en los tentáculos Dinoflagelados MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN ECTOSIMBIOSIS DE BACTERIAS CON PECES - Contienen en su aparato digestivo poblaciones microbianas que participan en la digestión. -Algunos albergan poblaciones de microorganismos productores de celulasas. Pez gato Carpa
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN ECTOSIMBIOSIS DE MICROORGANISMOS CON AVES HERBÍVORAS - Estas aves mantienen internamente poblaciones celulolíticas de bacterias y hongos. -Las aves de la cera albergan a Micrococcus cerolyticus y a Candida albicans que pueden metabolizar la cera si reciben el suministro de ciertos factores de crecimiento producidos por el pájaro. Las aves asimilan los nutrientes fruto de la degradación de la cera. Prodotiscus Indicator
SIMBIOSIS DE LOS TRACTOS INTESTINALES DE MAMÍFEROS El Rumen BACTERIAS HONGOS METANÓGENAS PROTOZOOS
ENERGÍA PARA LA CÉLULA Oxidación de los Ácidos Orgánicos Celulosa, Hemicelulosa, Lignina, etc. Torrente sanguíneo FERMENTACIÓN BACTERIANA CO 2, H 2, CH 4, Ac. Orgánicos de bajo PM
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN SIMBIOSIS DE LOS TRACTOS INTESTINALES DE OTROS MAMÍFEROS
MUTUALISMO RELACIONADAS CON LA NUTRICIÓN SIMBIOSIS DE LOS TRACTOS INTESTINALES DE OTROS ANIMALES DE SANGRE CALIENTE - La mayoría de los homeotermos contienen comunidades microbianas complejas en su tracto intestinal. - En el intestino humano los géneros de anaerobios estrictos más abundantes son:bacteroides, Fusobacterium, Bifidobacterium y Eubacterium. - La principal contribución microbiana al animal es la producción de factores de crecimiento como algunas vitaminas esenciales y constituyen una importante barrera al ataque de patógenos intestinales. También ayudan al desarrollo del sistema inmunológico y estimulan la red de capilares del sistema intestinal Bifidobacterium Bacteroides
ANIMALES LIBRES DE GÉRMENES Tejido linfoide insuficientemente desarrollado Pared intestinal mas delgada Ciego aumentado de tamaño Baja cantidad de anticuerpos Necesitan grandes cantidades de vitamina K y del complejo B Mas susceptibles frente a patógenos Los patógenos se establecen mas rápidamente El número mínimo de agentes infecciosos es mucho menor
SIMBIOSIS CON BACTERIAS LUMINISCENTES FMNH 2 + O 2 + R-CHO Anomalops Luciferasa ATP FMN + R-COOH + LUZ
Producción de Luz A B Quorum sensing Acumulación de moléculas con función señalizadora que al alcanzar una concentración crítica en el medio activa los mecanismos genéticos necesarios para realizar una acción conjunta (es como si las bacterias detectaran el número de bacterias existentes alrededor y cuando se ha alcanzado una densidad crítica). Una comunicación QS activa genes involucrados en tres tipos de procesos: 1. Procesos en masa en los que la acción de pocas bacterias sería inútil (luminiscencia, virulencia) 2. Preparación para la competencia (antibióticos) 3. Procesos de desarrollo estructural (formación de biopelículas)
HONGOS PREDADORES DE ANIMALES TRAMPAS PARA NEMATODOS TRAMPAS PARA ROTÍFEROS
PARASITISMO Y EVOLUCIÓN Cochinilla (Crustaceos) Insectos Wolbachia Nasonia giraulti Nasonia longicornis Acraea encedon
CONCLUSIONES GENERALES DE LOS PROCESOS DE INTERACIÓN ENTRE MICROORGANISMOS Y ANIMALES - Todos los metazoos interaccionan con microorganismos, muchas de estas interacciones son positivas. - Posiblemente, a lo largo de la evolución, los eucariotas, base de los metazoos, que evolucionaron a partir de los procariotas, se apoyaron de una u otra forma en estos últimos para poder desarrollar, colonizar y optimizar la utilización de los distintos recursos disponibles. - La interacciones positivas (+), dominan sobre las negativas (-), si bien estas últimas pueden ser un mecanismo fundamental de control para asegurar el equilibrio de la comunidad y el reciclado de nutrientes. El mutualismo y el parasitismos pueden ser mecanismos de evolución.