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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Departamento de Biología, Microbiología y Biotecnología. Curso de Biología Acuática. Blgº Rómulo Loayza Aguilar. Diciembre, 2013 Chimbote. Marco referencial

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA Departamento de Biología, Microbiología y Biotecnología

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Universidad nacional del santa departamento de biolog a microbiolog a y biotecnolog a

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTADepartamento de Biología, Microbiología y Biotecnología

Curso de

Biología Acuática

Blgº Rómulo Loayza Aguilar

Diciembre, 2013

Chimbote


Universidad nacional del santa departamento de biolog a microbiolog a y biotecnolog a

Marco referencial

Se abarca las principales formas de vida de las comunidades acuáticas, planteándose desarrollar los tópicos referidos a las comunidades planctónica, bentónica y nectónica en un primer curso denominado Biología Acuática I y lo concerniente a organismos transformadores, biodiversidad y conservación de la biodiversidad, en un segundo curso denominado Biología Acuática II.

Contenido

Biología Acuática I

UNIDAD I: Comunidad planctónica

UNIDAD II: Sistema bentónico

UNIDAD III: Comunidad nectónica

Biología Acuática II

UNIDAD I: Organismos reductores

UNIDAD II: Biodiversidad

UNIDAD III: Conservación de los recursos naturales

Dirigido para:

Estudiantes de la Escuela de Biología en Acuicultura que hayan desarrollado los cursos de Oceanografía y Limnologia


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Docente

Rómulo Eugenio Loayza Aguilar

Biólogo Pesquero

Magister Scientiarum en Ciencias Marinas

Profesor Principal adscrito al Departamento de Biología, Microbiología y Biotecnología

Facultad de Ciencias

Universidad Nacional del Santa

Av. Pacifico 508, Urb. Buenos Aires, Nuevo Chimbote, Perú

e-mail: [email protected]


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Curso de

Biología Acuática II

Unidad I

Organismos reductores

diciembre, 2013

Chimbote


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Primera semana

Organismos reductores, generalidades. Componentes. Características generales de las bacterias y su importancia.


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fitoplancton

un primer paso se produce el desmenuzamiento de la MO gruesa

animales

animales

mineralización de la MO

reductores

una parte importante de esa materia pasa a formar parte del sedimento

la comprensión de las interacciones complejas entre la biota del agua y el C orgánico es de vital importancia para entender la estabilidad del ecosistema y la acuicultura sostenible


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cultivo de truchas en jaulas

100 kg alimento

productividad primaria

consumido

no consumido

(NO3, PO4)

heces

material soluble

peces, otros

resuspensión

organismos bentónicos

remineralización

sedimento


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aporte de nutrientes por la actividad piscícola

equilibrio de masa de la producción de desechos

capacidad de carga?

profundidad del agua

cantidad de desechos producidos

velocidad y dirección de las corrientes

relieve del fondo

actuación bacteriana

sedimento


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cultivo intensivo de “tilapia roja” en jaulas


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producción residuos sólidos por el cultivo en estanques

restos de alimento

heces

bactericidas

lodo

incremento SST

aporte de nutrientes, eutrofización

determinación de los LMP?

resistencia bacterias nativas?


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boyas

linternas

pearl net

líneas

materia orgánica valvas

biofouling

producción de residuos sólidos en los sistemas de cultivo de “concha de abanico”

“concha de abanico” biofouling

biodeposiciones


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módulo de producción de 100 ha

300 líneas ~ 9,0 x 106 org.

captación de semilla

colectores, 500 org. por bolsa

1 mes, hasta 5 mm

cultivo intermedio

2 “desdobles” en 6 meses

60 - 80 org. piso-1, 35 – 40 mm

40 - 50 org. piso-1, 48 – 50 mm

cultivo final

30 org. piso-1, hasta > 650 mm 300 org. por linterna

peso promedio org. ~ 120 g

1 organismo produce biodeposiciones en ~ 3,9 veces su peso en periodo cultivo

1 modulo producción

1080 t por campaña

aprox. 14 meses

1 campaña se produce 4212 t de heces y pseudoheces


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producción de materia orgánica por organismos en cultivo y biofouling?


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descomponedores de la materia orgánica

provocan la descomposición de la materia muerta mediante digestión externa y se alimentan de los fluidos generados por dicha digestión

actividades: desintegración, fermentación, putrefacción

los típicamente descomponedores son los hongos, actinomicetos y bacterias: saprofitos

los detritívoros, se alimentan de detritos, es decir, de materia muerta proveniente de la descomposición

protozoarios , milpiés, caracoles, poliquetos, pequeños gusanos, lombrices de tierra, etc.


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detritívoros de ambientes acuáticos


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hongos

realizan digestión externa de sus alimentos, secretando enzimas, y que absorben luego las moléculas disueltas resultantes de la digestión: alimentación osmotrófica

no son fotosintetizadores

degradadores de polímeros vegetales (celulosa)

dominantes en ecosistemas terrestres

pueden ser saprofitos, parásitos y simbiontes

viven en lugares húmedos, con abundante materia orgánica en descomposición y ocultos a la luz del sol

también en medios acuáticos o en el interior de otros organismos vivos, parasitándolos


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hongos acuáticos

degradan proteínas, azúcares, almidón grasas, pectinas, hemicelulosa, celulosa, lignina y quitina (saprofitos)

Chytridiales y Saprolegniales

Saprolegnia

algunos son parásitos y controlan las poblaciones algales

Rhyzophydium

no fijan nitrógeno atmosférico

aerobios estrictos Rhodotorula sp.

anaerobios facultativos Mucor sp.

anaerobios estrictos Neocallimastix sp.


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hongos marinos

importantes intermediarios en el flujo de energía entre el material detrítico y los niveles tróficos superiores en los ecosistemas marinos, aunque muchos son

parásitos

unas 500 especies halófilas moderadas y halotolerantes, mayoritariamente Ascomicetos

Labyrinthula se encuentran asociados a

algas y plantas marinas (parásitos, comensales o mutualistas)

Torpedospora radiata

Labyrinthula


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levaduras

unicelulares

crecimiento mucoide en medio de cultivo

(aspecto similar a bacterias)

reproducción sexuada y/o asexuada

reproducción asexuada por gemación o fisión

binaria

reproducción sexuada por ascosporas o

basidiosporas

e.g.: Saccharomyces cerevisiae

en ambientes acuáticos, la mayoría de las levaduras crecen en condiciones sub-óptimas, requiriendo de sedimentos, detritos o asociarse a organismos acuáticos

en el ambiente marino hasta 4000 mbnm


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actinomicetos

fueron considerados grupo intermedio entre hongos y bacterias

actualmente se consideran bacterias por sus características de procarionte

especializados degradar polímeros como quitina, celulosa y hemicelulosa

promueven la descomposición de plantas, algas macroscópicas y microscópicas

forman filamentos que se ramifican

algunos géneros desarrollan micelios

Streptomyces

Nocardia

más del 70 % de los antibióticos comerciales provienen del los actinomicetos

producen

vitaminas

B12, biotina, niacina, tiamina

antibióticos

estreptomicina, aureomicina, neomicina

pigmentos

pueden generar geosmina, 2-metil-isoborneol y otras sustancias,

que confieren sabores y olores desagradables al agua de consumo


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bacterias

organismos unicelulares, protistos,

de tamaño variable, entre 0,2m y 50m

reproduccion por biparticion binaria


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características generales

relativamente simples y unicelulares

fueron las primeras formas de vida sobre la Tierra

tiene amplia distribución: aire, tierra, agua, aguas con temperaturas extremas

pueden ser fotosintéticas, quimiosintéticas, heterótrofas (mayoría)

pared celular de peptidoglucanos (proteína-carbohidratos)

sin organelos con membrana

ADN en forma de anillos (plasmidos), sin envoltura nuclear

no hay formación de cromosomas


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algunas bacterias poseen tanto flagelos como pili

función de los pilis: fijación

algunas muestran un pili sexual (participa en la conjugación: transferencia de genes) y pilis convencionales

intercambio genético a tres

bandas entre bacterias


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morfología


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la motilidad mediada por el

flagelo, le permite girar por medio de un motor molecular localizado en la base del filamento

velocidad de desplazamiento entre 20 y 30 veces el tamaño de su cuerpo por segundo

pueden llegar hasta 200 µm s-1

cuando el flagelo rota a la izquierda, la

bacteria se desplaza en una corrida, y cuando el flagelo rota a la derecha, la bacteria se reorienta por lo que se puede detectar un comportamiento consistente de corridas interrumpidas por paros

E. coli v = 30 m s-1


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importancia

alrededor de 5-10 *106 especies

saprofitas (benéficas = descomponedores)

síntesis de vitaminas, enzimas y antibióticos

equilibrio ecológico

flora natural del cuerpo

control de fitopatogenos

industria de alimentos: yogurt

solubilización de minerales

absorción y translocación de nutrientes

producción de compuestos promotores del crecimiento

agregado y estabilidad del suelo

algunas causan enfermedades

Vibrio cholerae, Salmonella spp., Shigella spp., E. coli, S. aureus, Pseudomonas, Leptospira


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fijación biológica de nitrógeno (FBN)

nódulos en raíces conteniendo Rhizobium

fijación de nitrógeno por Rhizobium sobre los radicales de leguminosas


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formación de mantillo

colonizadores pioneros de sustratos

forman consorcios microbianos que producen efectos sinérgicos incapaces de ser originados por

las especies en forma aislada

MO bacterias microalgas protozoarios balanus, mejillones, esponjas

corrosión, obstrucción


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los microorganismos que sustentan la

vida en el planeta

reciclan los nutrientes: ciclos

biogeoquímicos

son fuente de energía y nutrientes para otros organismos


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en el “microbial loop” las bacterias heterotrofas y el resto del picoplancton son predados por flagelados y ciliados

disponible para organismos moluscos, crustáceos, gusanos, etc.

“microbial loop”

fracción importante de la MOD disponible para niveles tróficos superiores

ingresa al sistema a través del consumo por bacterias que son predadas posteriormente por flagelados y ciliados

producción de auxinas, vitaminas, antibióticos

MOD

ácido glucólico, carbohidratos, polisacáridos, aminoácidos, péptidos,

fosfatos orgánicos, enzimas, vitaminas, inhibidores y toxinas

protoplasma bacteriano 10 a 100 veces mas que fitoplancton


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conocimiento de medios extremos

obtención de productos (enzimas, antibióticos,

antitumorales...)

investigación espacial

estudios sobre el origen de la vida

biodegradación y reciclaje

depuración de aguas residuales

tratamiento de residuos sólidos

alteración microbiana de alimentos

biodeterioro de materiales

biodegradación de productos recalcitrantes

aprovechamiento económico y aplicaciones

agrícolas

producción de energías alternativas renovables

biominería y recuperación de metales

obtención de alimentos y suplementos de la dieta

aplicaciones agrícolas (micorrizas, fertilizantes,..)

control biológico de plagas


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bacterias indicadoras de calidad de agua

coliformes fecales: indican contaminación fecal

aerobias mesófilas: determinan efectividad del tratamiento

Pseudomonas: señalan deterioro en la calidad o recontaminación

coliformes

habitan el tracto intestinal de mamíferos y aves fermentan lactosa a 35°C

Escherichia, Klebsiella, Enterobacter, Serratia, Citrobacter, Edwardsiella

coliformes fecales

incluye a coliformes de origen exclusivamente intestinal con capacidad de fermentar lactosa a 44,5 °C

indicadoras de contaminación de origen intestinal

E. coli es el indicador universal

coliformes totales

incluye a coliformes de cualquier origen

indicadoras de contaminación sin asegurar su origen


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biotransformación y biodegradación

son capaces de degradar y/o remover tóxicos como:

crudo y derivados de petróleo

degradar y/o remover tóxicos como:

pesticidas

fertilizantes

polímeros naturales y sintéticos

combustibles y derivados

detergentes

compuestos alifáticos clorados (TCE tricloroetileno, PCE

percloroetileno), PAH (Hidrocarburos poliaromáticos), PCB (Hidrocarburos aromáticos clorados)

metales pesados

bacteria reportera – biosensor

bacterias del género Pseudomonas son

utilizadas como microorganismo bioreportero porque fue diseñada para emitir fluorescencia cuando metaboliza algunos hidrocarburos aromáticos como naftaleno (ORNL)


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problemática estudio bacterias acuáticas

cultivos en barcos

tomas de muestras a gran profundidad

técnicas de laboratorio comunes, son inadecuadas para bacterias acuáticas

control y manejo de la temperatura y presión

cultivos de bacterias marinas: elementos químicos, ósmosis

mayor atención a bacteriología medica, del suelo, genética, fisiológica


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Segunda semana

Las bacterias acuáticas: diversidad ecológica y metabólica


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diversidad ecológica

habitan aguas dulces, estuarinas, marinas, saladares, termales

adaptadas a amplias variaciones de temperatura, presión, salinidad, pH

bacterias marinas

la mayoría requieren concentraciones específicas de Na+ (33-35 g l-1)

son halófilos moderados

la mayoría psicrófilas o psicrotróficas (el 90-95 % del medio marino tiene temperaturas inferiores a 5 ºC)

capaces de crecer a muy bajas concentraciones de nutrientes

algunos han de soportar presiones hidrostáticas enormes (barófilos o barotolerantes)


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Thiobacillus sp. y Cyanidium sp. (alga), pueden crecer a pH 0

Sulfolobus acidocaldarius

Sulfolobus es un termófilo extremo de manantiales ácidos volcánicos, con temperaturas entre 60º - 95 ºC y pH 1 a 5


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viven en ambientes naturales como el Mar Muerto, el Great Salt Lake (Colorado USA), o salineras, donde la concentración de sal es muy alta (hasta 5 molar o 25 por ciento de  NaCl)

Halobacterium salinarium es una halofila extrema crece a  4 - 5 M NaCl pero no por debajo de 3 M NaCl

Mar Muerto

en anchoita (Engraulis anchoita) salada-maduradas, se han encontrado bacterias halófilas

71 % de las colonias fueron halófilas extremas (3,0-5,0 M; 18-30% ClNa)

31% Halococcus sp.; 15% Haloferax sp., 5% Halobacterium sp. y 7% Haloarcula sp.

30% tienen actividad proteolítica, 30% lipolítica y 15% proteolítica y lipolítica


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requerimiento de oxigeno

aerobias

aerobios estrictos

requieren oxígeno en concentraciones similares a la atmosférica (20%)

microaerófilas

requieren tensiones de oxígeno inferiores a la atmosférica (2 al 10% de O2)

microaerófilas estrictas

microaerófilas condicionales

se comportan como microaerófilas sólo cuando crecen usando determinadas fuentes de energía química o de nitrógeno

anaerobias

estrictas

el oxígeno es tóxico ya que carecen de catalasa y peroxidasa y no pueden eliminar los productos nocivos resultantes del oxígeno (Clostridium, arqueobacterias metanogénicas)

o realizan fermentación o respiración anaerobia

aerotolerantes

presentan un metabolismo anaerobio, pero soportan el oxígeno ya que poseen enzimas detoxificadoras

bacterias del ácido láctico: Streptococcus, Leuconostoc, Lactobacillus

fermentativos

anaerobios facultativos

pueden realizar metabolismo aerobio o anaerobio, dependiendo del ambiente y la disponibilidad de aceptores finales de electrones

enterobacterias como Escherichia coli


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materia orgánica

transformación

medio aeróbico

medio anaeróbico

CO2

H2O

sales

citoplasma bacteriano

NO3

CH4

NH3

H2S

mercaptanos

citoplasma bacteriano

* Si descarga de MO muy alta, medio anaeróbico


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formas de vida

eubacterias

tamaño promedio oscila entre 1 y 10 micras

adaptadas a vivir en ambientes terrestre y acuático

arqueobacterias

fósiles vivientes

hábitat muy especiales, parecidos a la primitiva Tierra

e.g.: ambientes termales

Pyrococcus furiosus, temperatura óptima de crecimiento a 104 ºC

en fumarolas, en medios halófilos ( medios muy salados)...

autótrofas

fuente de carbono CO2

fotosintéticas

fuente de energía la luz

quimiosintéticas

fuente de energía la que desprenden ciertos compuestos al oxidarse ( reacciones redox )

heterótrofas

fuente de carbono: compuestos orgánicos

saprobiontes

viven sobre la materia orgánica muerta

comensales

asociados a otros organismos parásitas

simbiontes


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infrarrojo

infrarrojo


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desde el punto de vista biosintético

fotótrofas

crecen sintetizando sus materiales a partir de sustancias inorgánicas sencillas

fotoheterótrofas

su fuente de carbono es orgánica

organotrofas

requieren compuestos orgánicos (hidratos de carbono, hidrocarburos, lípidos, proteínas, alcoholes...)

quimiolitotrofas

aquellas que sólo requieren sustancias inorgánicas sencillas (SH2 S0, NH3, NO2-, Fe, etc.)

fuentes de C mas comunes


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diversidad metabólica de las bacterias


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Tercera semana

Participación de las bacterias acuáticas en los procesos de remineralización de la materia


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a. bacterias autótrofas fotosintéticas

CO2 + H2X (CH2O)n + H20 + X

CO2 + H2O (CH2O)n + H20 + 02

CO2 + H2S (CH2O)n + H20 + S


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a.1 fotosintéticas oxigenicas

hace unos 2500 x 106 de años aparecieron las cianobacterias, que incorporaron el fotosistema II, acoplado al fotosistema I

realizan la fotólisis del agua y liberan grandes cantidades de oxígeno

primeros oxigenadores de la Tierra (formadores de atmósfera primitiva)

precursores de los cloroplastos

formación de ozono

filtración de radiaciones y salida de seres vivos a la superficie

utilización de la fuente energética más abundante

soporte de la vida en la tierra


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73 ºC

cianobacterias

ocupan hábitat muy amplios: aguas (dulces o saladas), suelos, ambientes extremos (desiertos, Antártida), en vida libre o en simbiosis

productores primarios

fijadores de N2 por medio de heterocistes, que se desarrollan a partir de una célula vegetativa que pierde la capacidad fotosintética y de fijar CO2

géneros:

sin heterocistes: Oscillatoria y Spirulina

con heterocistes: Anabaena

hepáticas, musgos,

pteridofitas, gimnospermas,

angiospermas

Anabaena, Nostoc

+

tasas de fijación de N2

cianobacterias vida libre en arrozales : 30-50 Kg ha-1 año-1

Anabaena en nódulos con helecho Azolla : 50-150 Kg ha-1 año-1

porcentaje fijación de N2


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a.2 fotosintéticas anoxigenicas (tiobacterias)

contienen además de bacterioclorofila, carotenoides, encargados de la absorción de la energía de la luz y posterior transmisión a la bacterioclorofila

no producen O2

el color de los pigmentos son los que le dan el nombre a estas bacterias


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rol de las bacterias fotosintéticas anoxigenicas

participan en la oxidación de los compuestos

reducidos del S y mineralización de la MO

pueden ser el origen de una cadena alimenticia

oxidan activamente el H2S, participando en la depuración del sistema al eliminar un compuesto tóxico y permitiendo

reequlibrar el ciclo perturbado del S


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bacterias púrpuras del azufre

(bacterias rojas del azufreoChromatiales)

se encuentran principalmente en zonas anóxicas e iluminadas:

manantiales sulfurosos (brotes de azufre), agua estancada, lagunas, lagos

anaerobias o microaerófilas

CO2 + H2S (CH20)n + H2O + Sº

el H2S se oxida a Sº y es depositado en el periplasma (a excepción de Ectothiorhodospira y Halorhodospira que lo

expulsan al exterior)

especies planctónicas pueden contener vesículas de gas

Chromatium, Thiocapsa, Thiocystis, Thiospirillum, Amoebobacter, Lamprocystis, Thiopedia

halófilos extremos

Ectothiorhodospira y Halorhodospira (ambientes marinos, lagos salinos, lagos sódicos y salmueras)


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bacterias púrpura del azufre(glóbulos de azufre internos )


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bacterias púrpuras del azufre (glóbulos de azufre externos)

el crecimiento es dependiente de la salinidad y alcalinidad

la coloración de los cultivos puede ser rojo-púrpura y verde

habitan ambientes marinos e hipersalinos que contengan sulfuro, con pH neutros a extremadamente alcalinos, tales como estuarios, lagos de soda, lagos salados, ocasionalmente ellas se encuentran en el suelo

actúan en la depuración de aguas en plantas de tratamiento de aguas servidas


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CO2 + CH3COOH (CH20)n + H20

bacterias púrpuras no sulfurosas

ampliamente distribuidas (Rhodospirillaceae), principalmente en pantanos y aguas estáticas con rápida producción y descomposición de MO

fuente de C

CO2, azúcares, alcoholes, ácidos grasos, ácidos orgánicos, aminoácidos, compuestos aromáticos

solo pueden utilizar H2S a concentraciones muy bajas

capaces de fijar N2 atmosférico

condiciones anaeróbicas en la luz, tanto fotoautotróficamente como fotoheterotróficamente, reduciendo compuestos inorgánicos u orgánicos

gran plasticidad metabólica


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ecología

medios con luz, anoxia y preferentemente una fuente de C orgánica


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bacterias verdes del azufre o chlorobi

crecen con altas concentraciones de H2S como donador de electrones

fotótrofos obligados y anaerobios estrictos

fotoheterotrofía limitada

generalmente inmóviles

formas planctónicas presentan vacuolas de gas

Chlorobium, Pelodictyon, Prosthecochloris

usan H2S o S

el H2S se oxida a azufre elemental que

es depositado en el exterior de las células

ecología

zonas profundas de medios acuáticos con intensidades de luz muy bajas, anóxicas y muy ricas en H2S

Chlorobium tepidum es termófilo y forma

gruesos tapetes en fuentes termales con concentraciones altas de H2S


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pigmentos fotosintéticos están unidos a la membrana y se conocen como clorosoma o vesículas clorobiales

clorosomas contienen bactericlorofila "c", "d" y "e"

una especie de bacteria verde del azufre ha sido encontrada viviendo en una fumarola de la costa de México a 2500 m (Océano Pacífico)


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bacterias verdes no del azufre o Chloroflexi

características intermedias entre fotosintéticas rojas y verdes del azufre

mayoría termófilos

aerobias facultativas, pero no producen O2

bacterias filamentosas móviles y formas

deslizantes

gran versatilidad energética

fotoautotrofía

CO2 + H2 (CH20)n + H2O

CO2 + H2S (CH20)n + SO4

fotoheterotrofía

muy común, a partir de una gran variedad de azúcares, aminoácidos y ácidos orgánicos

quimioorganoheterotrofía

en la oscuridad y condiciones aerobias (respirando oxígeno)

ecología

forman tapetes en fuentes termales alcalinas y neutras, y también en medios marinos o ambientes hipersalinos continentales no termales

capaces de crecer en presencia de niveles medios de sulfhídrico

Orden importante Chloroflexales


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b. bacterias quimiosintéticas

proceso autotrófico únicamente realizado por bacterias llamadas quimiolitotróficas

obtienen la energía por oxidación de ciertos sustratos minerales, que se comportan como dadores de e- e H+

los sustratos inorgánicos son del tipo NH3, NO2,, H2S, ...

las reacciones oxidativas son fuertemente exotérmicas

la energía liberada es 'atrapada' en forma de ATP, necesaria para fijar CO2 y elaborar precursores metabólicos (como en la fotosíntesis)

las sustancias que utilizan proceden de la descomposición de MO, que transforman en materia mineral, cerrándose así el ciclo biogeoquímico

oxidación

XH2

X

2H+

energía

NAD NADH2

ADP+Pi ATP

glúcidos, lípidos, prótidos, etc.

CO2, NO2-, etc.


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pueden crecer en oscuridad

son aerobias estrictas o microaerófilas

importancia

transforman los productos químicos de los respiraderos (tóxicos para muchos seres vivos), en alimento

desempeñan el papel de productores en la zona afótica del océano

bacterias quimiolitotróficas

ferrobacterias utilizan como sustrato FeCO3

sulfobacterias utilizan como sustrato H2S

nitrobacterias utilizan como sustratos NH3 y NO2-; el proceso lo realizan en dos fases: primero oxidan el NH3 para formar HNO2 y, después, oxidan el ácido nitroso para formar HNO3

bacterias del hidrógeno utilizan hidrógeno molecular como fuente de energía


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ferrobacterias

viven en aguas ricas en sales ferrosas que oxidan a férricas

4 Fe2+ + 4H+ + O2 4Fe3+ + 2H2O

el hierro II se oxida a formas de hierro III que son hidróxidos insolubles en agua

el Fe3+ es rojo, corrosivo que tiñe y provoca el bloqueo de pantallas, bombas, tuberías y sistemas de recirculación


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indicios que indican bacterias del hierro en el agua

sabor y olor

mal sabor descrito como "pútrido“, "aceitoso o petróleo" o "vegetación podrida“

color

forman manchas de color amarillo, naranja, rojo o marrón algunas veces es posible ver en un brillo oleoso los colores del arco iris, como cuando el aceite flota en el agua

depósitos rojizos

producen un lodo pegajoso de color rojizo, amarillo, marrón o gris

acidófilas: Acidithiobacillus ferrooxidans

neutrófilas: Gallionella sp.

pueden proliferar en agua con un contenido tan bajo de Fe como 0,1 mg l-1, pero necesitan al menos 0,3 mg l-1 de O2 para llevar a cabo la oxidación


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sulfobacterias incoloras (tiobacterias)

crecen qumiolitotróficamente con compuestos reducidos de S (H2S, SO y S2O3-)

géneros: Thiobacillus, Acromatium, Beggiatoa, Thiothrix, Thiophaera; Thiomicrospira; Thermotrix;

Sulfolobu

sin pigmento ni bacterioclorofila

viven en aguas ricas en sulfuro de hidrógeno, libres o en simbiosis en las branquias de algunos invertebrados marinos

algunas adaptadas a soportar elevadas temperaturas

constituyen la base de nutrición en los ecosistemas abisales

confiere un alto grado de acidez a los medios


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Thiobacillus

aeróbico, prefieren temperaturas entre 20-30°C a mas de 50°C y pH=2-8 (algunas especies toleran pH<2

son quimio-lito-autotrofos

oxidan esencialmente H2S

2H2S+ O2 2S (coloide) + 2H2O

Thiobacillus

Thioploca

filamentosos

oxidación anóxica de H2S acoplada a la

reducción del nitrato (NO3-)

algunas especies marinas en el suelo oceánico cerca de las costas de Perú y Chile


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O2

O2

nitrobacterias

quimiolitoautotróficos, en donde abundan sales amoniacales de la descomposición de cadáveres y excrementos

su importancia radica en que oxidan el amoniaco a nitrato, que es absorbido por los productores primarios


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amonificación

conversión a amonio (NH-4) que en la materia orgánica aparece como grupos amino (-NH2) o imino (-NH-)

los organismos que no oxidan el nitrógeno se deshacen del exceso en forma de distintos compuestos químicos: los acuáticos producen amoniaco (NH-3) que en disolución acuosa pasa a amonio (NH-4)


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nitrificación

oxidación del amoniaco, procedente de la descomposición de cadáveres de animales y plantas o del estiércol, a nitratos

transcurre en dos fases

también

bacterias heterotróficas: Artrobacter, Azotobacter, Pseudomonas, Aerobacter

bacterias del grupo Nitrosomonas

oxidan el amoniaco a nitritos

bacterias del grupo Nitrobacter

oxidan los nitritos a nitratos

2 NH4+ + 3 O2 2 NO2- + 4 H+ + 2 H2O

NO2- + 1/2 O2 NO3-

las bacterias nitrificantes están en todas partes (e.g.: en el aire)

solo hace falta una fuente de amoníaco para que se inicie la nitrificación


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desnitrificación

reducción de los nitratos a amoniaco o gas nitrógeno, utilizando para ello dos vías diferentes

NO3- NO2- NH3

NO3- NO2- N2O N2

Acinetobacter, Thiobacilus,

Alcaligenes, Pseudomonas, Agrobacterium

son las bacterias denitrificadoras más comunes


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bacterias heterotróficas (quimioorganotróficas)

se alimentan de desechos orgánicos

que el hábitat les proporciona, de donde extraen el nitrógeno en forma de grupos amino (NH2)

subdivisión

simbiontes

parásitos

en la superficie o interior de otro organismo, hospedador, y se alimentan a expensas de este último

saprofitas

obtienen su alimento a partir de materia orgánica muerta

indican contaminación orgánica


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son los primeros colonizadores degradando cualquier desecho orgánico

aparecen de forma natural a través de esporas o en los propios cuerpos de los animales o superficies de los materiales introducidos

aparecen en cuanto haya algún residuo orgánico del que alimentarse


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bacterias metanogénicas

arqueobacterias que pueden usar el CO2 como aceptor de los electrones procedentes del H2

no toleran ni siquiera breves exposiciones al aire O2

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O

en ambientes anaeróbicos son muy abundantes: sedimentos marinos y de agua dulce, pantanos y suelos profundos, tracto intestinal de animales y plantas de tratamiento de líquidos cloacales

el producto final, metano, se acumula en el ambiente

así se han creado la mayoría de las fuentes naturales de gas natural (combustible fósil)

Methanococcus jannischii de una chimenea a 2600 m en el Pacífico


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fases de la metanogenesis

fase de hidrólisis

las bacterias toman la MO virgen y las rompen y transforman en cadenas más cortas y simples (ácidos orgánicos) liberando hidrógeno y dióxido de carbono

fase de acidificación

por bacterias acetogénicas que degradan los ácidos orgánicos llevándolos al grupo acético CH3-COOH y liberando como productos H2 y CO2

fase metanogénica

son archibacterias

el principal substrato es el acético junto a otros ácidos orgánicos de cadena corta y los productos finales liberados están constituidos por el metano y el dióxido de carbono


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