Ecologa microbianaPrctica No. 6
Enriquecimiento y estratificacin de poblaciones microbianas de
sistemas naturales
M. en C. Ricardo Hernndez Delgadillo
IntroduccinTodos los seres vivos, incluidos los microorganismos,
no tienen momento de reposo ante el cambiante ambiente en el que se
encuentran. Los factores ambientales biticos y abiticos que
enfrentan, determinan su presencia y su funcin en un ecosistema
dado.
Atlihuetzia, Tlax., a 5 de febrero de 2005.
Factores ambientalesFsicos: Fsicos: temperatura, actividad de
agua, presin osmtica, humedad relativa, luminosidad, etc. Abiticos
Factores Qumicos: pH y potencial redox. Qumicos: Nutricionales:
Nutricionales: fuentes energa, de electrones, de carbono, de
nitrgeno, aceptor de electrones factores de crecimiento, sales
minerales y agua. Interacciones poblacionales: poblacionales:
mutualismo, comensalismo, predacin, parasitismo, amensalismo,
competencia, etc.
Biticos
La Columna de WinogradskySergei Winogradsky (1856 1953).
La columna de Winogradsky constituye un ecosistema completo y
funcional en donde microbianas diversas poblaciones metablicas
con actividades interdependientes
interactuan favoreciendo el crecimiento mutuo impulsado, en
ltima instancia, por la energa luminosa.
Preparacin de las columnas Disponer de 4 columnas de vidrio.
Preparacin de las columnas Etiquetar adecuadamente cada
columna.
Grupo, Seccin, Equipo 1. Sin adiciones
Grupo, Seccin, Equipo 2. Sacarosa
Grupo, Seccin, Equipo 3. Detergente
Grupo, Seccin, Equipo 4. Oscuridad
Evtese en lo posible, obstruir el paso de la luz con la
etiqueta.
Preparacin de las columnasPara cada una de las columnas: Colocar
una tira de papel filtro. Agregar muestra de sedimento hasta del
volumen de la columna. Agregar 5 g de CaSO4. Mezclar con varilla de
vidrio hasta obtener una mezcla homognea.
Preparacin de las columnas A la Columna 2, agregarle 5 g de
sacarosa. Mezclar con varilla de vidrio hasta obtener una mezcla
homognea.
Preparacin de las columnasPara cada una de las columnas:
Introducir un portaobjetos limpio. Agregar 1 ml de rezasurina sobre
la superficie de la mezcla.
Preparacin de las columnas A la Columna 3, agregarle 5 g de
detergente comercial.
Preparacin de las columnasPara cada una de las columnas: Agregar
agua correspondiente empleado de al muestra sedimento
hasta 2 cm por debajo del borde superior de la columna.
Tapar todas las columnas con un plstico transparente asegurado a
la columna con cinta adhesiva transparente sin impedir el
intercambio de gases con el ambiente!
Incubacin de las columnas Exposicin al fotoperiodo natural.
Grupo, Seccin, Equipo 1. Sin adiciones
Grupo, Seccin, Equipo 2. Sacarosa
Grupo, Seccin, Equipo 3. Detergente
Grupo, Seccin, Equipo 4. Oscuridad
Ecologa de la Columna de WinogradskyA lo largo de la columna,
una escasa pero variada poblacinO2
quimioorganoheterotrfica quimiolitoautotrfica respira
aerbicamente (p.e Escherichia coli o Nitrosomonas) la materia
orgnica presente, incluida la celulosa y la sacarosa incorporadas,
produciendo agua y CO2 formando un gradiente de concentracin de
oxgeno, alto en la superficie y bajo en el fondo (sedimento).
Ecologa de la Columna de Winogradsky
O2
En el sedimento, una parte de la poblacin
quimioorganoheterotrfica (p.e. Clostridium), fermenta materia
orgnica, incluida la sacarosa adicionada liberando materia orgnica
en forma de alcoholes y cidos orgnicos, adems de CO2 e H2.
Ecologa de la Columna de WinogradskyEn el sedimento, otra parte
de la poblacin quimioorganoheterotrfica (por ejemplo
Desulfovibrio), respira anaerbicamente los alcoholes y los cidos
orgnicos utilizando (Ca2+)SO42- como aceptor de electrones,
reducindolo a H2S.H2 S
O2
La consecuencia es la formacin un gradiente de concentracin de
H2S, bajo en la superficie y alto en el fondo (sedimento).
Ecologa de la Columna de WinogradskyLas bacterias verdes del
azufre, p.e. Chlorobium toleran concentraciones ms altas de H2S que
la bacterias prpuras del azufre, p.e. Chromatium. Ambos grupos son
organismos Fotolitoautotrficos anoxignicos, que utilizan la luz
como fuente de energa el H2S como donador de electrones, oxidndolo
a SO42-, yH2 S
O2
fijan CO2 carbono
como
nica
fuente
de
incorporando materia orgnica al ecosistema!
Ecologa de la Columna de WinogradskyA concentraciones todava ms
bajas de H2S, progresa un grupo de bacterias prpuras no del azufre
(por ejemplo Rhodospirillum), fotoorganoautotrficas anoxignicas,
que utilizan la luz como fuente de energa alcoholes y cidos
orgnicos donador de electrones y fijan CO2 carbono como nica como
de
O2
fuente
H2 S
incorporando materia orgnica al ecosistema!
Ecologa de la Columna de WinogradskyHacia la superficie, en una
zona microaeroflica, progresa una poblacin quimiolitoautotrfica que
respira aerbicamente (por ejemplo Beggiatoa), oxidando H2S hasta
SO42como fuente de energa y donador de electrones y fijan CO2
carbonoH2 S
O2
como
nica
fuente
de
incorporando materia orgnica al ecosistema!
Ecologa de la Columna de WinogradskyHacia la superficie, en una
zona francamente aerbica, progresa una poblacin fotolitoautotrfica
oxignica de cianobacterias y algas que utilizan la luz como fuente
de energa al H2O como donador de electrones y fijan CO2 carbono
como nica fuente de
O2
H2 S
incorporando materia orgnica al ecosistema!
Ecologa de la Columna de Winogradsky
O2
En la superficie, progresa una muy variada poblacin
quimioorganoheterotrfica que respira aerbicamente (p.e. Bacillus
megaterium) oxidando materia orgnica para producir CO2.H2 S
Fisiologa de la columna de Winogradsky
O2
Quimioorganoheterotrofa (respiracin aerobia) Quimiolitoautotrofa
(respiracin aerobia) Fotolitoautotrofa (oxignica)
Quimiolitoautotrofa (respiracin aerobia) Fotoorganoautotrofa
(anoxignica) Fotolitoautotrofa (anoxignica)
xico microxico
muchos aerobios cianobacterias algas Beggiatoa Rhodospirillum
Chromatium
anxico
Chlorobium
Fotolitoautotrofa (anoxignica) Quimioorganoheterotrofa
(respiracin anaerobia)
Desulfovibrio ClostridiumH2 S
Quimioorganoheterotrofa (fermentacin)
La Columna de Winogradskyconstituye funcional un ecosistema
diversas completo y
en donde microbianas
poblaciones metablicas
con actividades interdependientes
interactuan favoreciendo el crecimiento mutuo impulsado, en
ltima instancia, por la energa luminosa.
En Tao Wang, Trinidad Meja, Nidia Snchez, Ricardo Hernndez,
Norma Pescador y Gisela Boll. Xochimilco, D.F., a 10 de septiembre
de 2005.
Ecologa Microbiana Team
