TEMA 20 Microorganismos en la biosfera 1 IMPORTANCIA

TEMA 20 Microorganismos en la biosfera

1. IMPORTANCIA. BENEFICIOS • IMPORTANCIA. Tienen una gran capacidad adaptativa y colonizan todos los medios. Por su diversidad metabólica intervienen en los ciclos de la materia ( carbono, fósforo, nitrógeno, azufre). Presentan pequeño tamaño y esto resulta una ventaja fisiológica. Los microorganismos autótrofos fabrican materia orgánica. Muchos realizan el papel de descomponedores y cierran las cadenas alimenticias. Presentan diferentes tipos de nutrición. • BENEFICIOS. Simbiosis de algas y hongos forman los líquenes. Colaboran en la degradación de celulosa en el estómago de animales que se alimentan de madera y fibra. Imprescindible en los ciclos de la materia. Bacterias, y hongos proporcionan alimento, antibióticos, enzimas……. . Importantes en ingeniería genética.

2. MICROORGANISMOS Y CICLOS • CICLO DEL CARBONO La fijación del CO 2 en el medio acuático la realizan por la fotosíntesis las cianobacterias y algas que forman el fitoplancton. El zooplancton se alimentan del fitoplancton. Al mismo tiempo los microorganismos en al respiración devuelven el carbono. Los microorganismos descomponen la materia orgánica mediante la fermentación(azúcares) y putrefacción (proteínas) y liberan CO 2. Las bacterias transforman en condiciones anaerobias los restos vegetales en combustible fósiles.

• CICLO DEL NITRÓGENO El nitrógeno atmosférico es captado por las bacterias del suelo Azotobacter, las cianobacterias del agua y el Rhizobium, que viven simbiosis en las raíces de las leguminosas y lo transforman en amoniaco. Los restos de excreción de los seres vivos que contienen nitrógeno es transformado en amoniaco mediante la Amonificación por las bacterias del género Clostridium. El amoniaco del suelo es oxidado mediante la nitrificación por las bacterias Nitrosomas y forman nitritos. A continuación los nitritos mediante la nitratación se oxidan por las bacterias Nitrobacter a nitratos Las raíces de las plantas toman los nitritos y nitratos del suelo para formar sus moléculas necesarias. . Este nitrógeno pasa al resto de los niveles tróficos Las bacterias Pseudomonas en condiciones anaerobias realizan la Desnitrificación , devolviendo los nitritos y nitratos en forma de nitrógeno a la atmósfera.

• Ciclo del Azufre. • La pirita y el Yeso, constituyen el depósito inmóvil del azufre en la litosfera. En el suelo existe iones sulfato que son utilizados por los organismos fotosintéticos, para construir los restos de los aminoácidos sulfurosos. De aquí pasa a las cadenas tróficas y posteriormente vuelve al suelo en forma de materia orgánica como ácido sulfhídrico que es oxidado a azufre por bacterias como Thiobacterium y tambien se puede oxidar a sulfatos por Thiobacillum. • Ciclo del Fósforo • Es un elemento fundamental para construir moléculas como el ATP y los ácidos nucleicos. Llegans al suelo en forma de fosfatos que provienen de la materia orgánica y son aprovechados por los fotosintéticos, volviendolos a incorporar en las cadenas tróficas. • Ciclo del Hierro El hierro es necesario par la formación de la hemoglobina. En la naturaleza se encuentra en minerales en forma de ión ferroso o férrico. El paso de uno a otro estado ( oxidación reducción ) lo realizan distintos tipos de bacterias que movilizan los acúmulos.

3. MICROORGANISMOS Y SALUD • ENFERMEDAD INFECCIOSA La infección es la invasión de un ser vivo por microorganismos patógenos. No es sinónimo de enfermedad, ya que no siempre produce daños, dependiendo el resultado final de la patogenicidad o virulencia del microorganismo - Patogenicidad: Capacidad de un microorganismo para producir cambios fisiológicos o anatómicos. -Resistencia o susceptibilidad del huésped a la acción del parásito. Esto depende del estado del individuo, factores externos, estado inmunitario y anímico. -La virulencia depende de la patogenicidad y la resistencia. A veces se expresa como dosis letal 50, que indica el número necesario de microorganismos para causar daño al huésped en el 50% de los individuos inoculados. -Toxina: Sustancia producidas por los patógenos que producen trastornos. Las exotoxinas son de naturaleza proteica, muy tóxicas liberadas al exterior por bacterias gram +, provocan la formación de anticuerpos. Las endotoxinas son lipopolisacáridos, menos tóxicas son componentes de membrana de las bacterias gram -, no provocan la formación de anticuerpos,

• VÍAS DE TRANSMISIÓN - Contacto directo: Transmisión directa desde el foco infeccioso a la piel o mucosas del individuo sano(sífilis, lepra. ) - Vía digestiva: Por ingestión de agua y alimentos contaminados( cólera, salmonelosis, amebiasis) - Vía respiratoria: Los patógenos proceden de la tos, estornudos o gotas liberadas (gripe, tuberculosis, legionela) - Por contacto del foco infeccioso con el interior del cuerpo por heridas (tétanos), picaduras de insectos o mordedura de animales( malaria, rabia), pasa de madre a hijo en embarazo y parto (sida), por inyecciones contaminadas (hepatitis)

• EPIDEMIOLOGÍA Ciencia que estudia la incidencia de las enfermedades infecciosas. - Epidemia: Una enfermedad que ocurre en un lugar en un mismo tiempo y en un número alto de individuos y que excede a la incidencia común. - Pandemia: Epidemia ampliamente distribuida geográficamente de forma casi simultanea y que transciende continentes. - Enfermedad endémica: Enfermedad que aparece siempre en una población. - Zoonosis: Enfermedad que se da en animales y se transmite al hombre. - Brote En un tiempo pequeño aparece un número de casos mas alto del que aparecían en condiciones normales. -Prevalencia: Numero de personas infectadas, respecto al total de la población.

• INFECCIONES MICROBIANAS - INFECCIONES BACTERIANAS. Cólera, peste, tuberculosis, tétanos, salmonelosis, sífilis, botulismo, difteria. INFECCIONES VÍRICAS. gripe, hepatitis, rabia, polio, sarampión, rubeola, sida, varicela, viruela. INFECCIONES POR PROTOZOOS. malaria, toxoplasmosis, enfermedad del sueño, amebiasis, e. de chagas. INFECCIONES FÚNGICAS. aspergilosis, candidiasis, tiña. Los medicamentos utilizados contra ellos son los antibióticos, producidos por hongos y bacterias que se usan contra bacterias. Las sulfamidas que son productos sintéticos ( cloriquina de la malaria). Antivíricos ( aciclovir para el herpes). Antifúngicos(nistatina contra la membrana de los hongos, fluconazol)

4. MICROORGANISMOS Y BIOTECNOLOGÍA • INDUSTRIA FARMACÉUTUCA. - Antibióticos. Producidos por hongos como Penicillium y bacterias, que actúan inhibiendo el crecimiento de las bacterias o destruyéndolos. Tetraciclina, penicilina rifampicina. También los hay semisintéticos como la amoxicilina - Enzimas. proteasas, amilasas, - Hormonas y vitaminas Hormona del crecimiento, insulina, Vit. B 12 - Interferón

• INDUSTRIA ALIMENTARIA - - - Fermentación alcohólica. Realizada por levaduras (sacharomyces) que transforman la glucosa en etanol y dióxido de carbono. Vino a partir de uva, sidra (manzana), cerveza (cebada), pan y bollería. Fermentación láctica. Realizada por bacterias que transforman la glucosa en ácido láctico. Queso, mantequilla yogur y otros derivados lácteos Fermentación acética Realizada por bacterias que transforman el etanol en ácido acético. Vinagre.

5. MICROORGANISMOS Y M. AMBIENTE • BIORREMEDACIÓN Utilizar microorganismos para luchar contra los contaminantes. Un caso especial son las bacterias del grupo Pseudomonas que metabolizan el petróleo. Se modifican genéticamente para que destruyan todos los hidrocarburos. También se utilizan para eliminar los metales pesados presentes en el suelo por el proceso biolixiviado o acumulándolos en su interior. • TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES En tanques abiertos o cerrados las bacterias aerobias y anaerobias degradan la materia orgánica. Se utiliza en distintas etapas de las estaciones depuradoras de las aguas residuales. • BIOCARBURANTES La fermentación alcohólica fabrica bioetanol. Enzimas fabricadas por hongos se utilizan para catalizar procesos que forman biodiesel. Las fermentaciones anaerobias generan metano.

• Biodiesel: es un combustible sintético que se consigue por la esterificación de triglicéridos y alcoholes. Entre los catalizadores utilizados están las enzimas producidas por Pseudomonas, Penicillium y Candida. La fuente de triglicéridos, puede ser aceite de girasol, colza o soja. También sebo de vaca e incluso aceite procedente de fritura doméstica lo que ayuda tb. a eliminar residuos. La esterificación se produce en un reactor, posteriormente se purifica y se estabiliza. El producto resultante es equivalente al gasóleo pero es biodegradable , no tóxico y reduce muchísimo las emisiones de CO y CO 2 a la atmósfera. • Bioetanol: alcohol etílico obtenido por la fermentación de azúcares provenientes de vegetales. La fermentación es por levaduras y bacterias que producen una mezcla de etanol y agua. • Ambos producen la misma cantidad de CO 2 que retiró la planta al crecer. • Problemas: deforestación y cultivo de plantas que producen Biodiesel como la soja o la palma.