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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA UNIDAD ACADÉMICA CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD CARRERA DE BIOQUÍMICA Y FARMACIA TEMA: LA MICROBIOLOGÍA AMBIENTAL. AUTORES: Carnero Sigcha Segundo Manuel. Jaramillo Aveiga Karen Estefanía. Iñiguez Cuenca Laura María. Montero Olivares Jaritza Mabely. Palacios Velepucha Gerson Jeriel. Vargas González Karelys Elibeth. TUTOR: Ing. Amb. José Antonio Rodríguez Aguilar, Mgs. CURSO: SEGUNDO SEMESTRE “A” MACHALA - EL ORO – ECUADOR 2019-2020

LA MICROBIOLOGÍA AMBIENTAL INTRODUCCIÓN La microbiología Ambiental es la ciencia encargada del estudio de los seres más diminutos denominados microorganismos y su comportamiento en el desarrollo de bioprocesos que nos puedan ayudar en la descontaminación ambiental del suelo, agua ó aire, etimológicamente estos seres vivos y pequeños que en su gran mayoría sólo son visibles al poder resolutivo del microscopio. Se analiza la problemática ambiental desde una amplia óptica biológica, con una visión integral de los componentes del medio ambiente, de tal forma que se pueden formular políticas ambientales basadas en procesos investigativos. Igualmente se realizan estudios de impacto ambiental que son definitivos para la toma de decisiones en relación con la construcción de obras y otras actividades que afecten el medio ambiente. DESARROLLO 1.- Los microorganismos en el medio ambiente Para Brousett, Torres, Rodriguez, Mamaní, & Gutiérrez (2015), un microorganismo es todo ser vivo unicelular o multicelular menor a 1 milímetro, se encuentran en los más diversos ambientes y materiales cumpliendo funciones beneficiosas o perjudiciales. De igual manera, Cajacuri, Rincón, Colina, Marín & Araujo (2013) expresan que esa ubicuidad de los microorganismos es algo que debemos tener en mente para tomar las precauciones pertinentes e impedir que éstos vayan a interferir en el trabajo que estemos realizando sea en una farmacia, un laboratorio o incluso en la cocina de nuestra casa. Cuando se habla de un microorganismo se lo asocia principalmente a una bacteria. Así, Burguet & Castillo (2013), manifiestan que existen diversos géneros y especies de bacterias que se clasifican según la taxonomía molecular (genética). Son más conocidas por poseer efectos nocivos sobre el ser humano (patógenos). Sin embargo existen también aquellas que son beneficiosas para nosotros (probióticos). Patógeno: Microorganismo causante de una reacción adversa (enfermedad) ya sea por su presencia o por la presencia de alguna de sus partes. Probiótico: Microorganismo que genera una reacción beneficiosa principalmente por sus productos metabólicos. 2

2.- Los microorganismos en distintos ambientes: el aire, el agua, el suelo y ambientes extremos El aire Tal como expresan Cerra, Fernández, Horak, Torno & Zarankin (2014), debido a la ausencia de nutrientes en el aire, este ambiente se considera como un medio de dispersión para los microorganismos. Solo vamos a encontrarlos allí en forma vegetativa (células inactivas) o de esporas (células de resistencia). Debido a su tamaño los microorganismos son capaces de flotar en el aire y así distribuirse en el ambiente. La tierra Todos los microorganismos conocidos se encuentran en la tierra. Debido a que la tierra es heterogénea como hábitat, uno puede encontrar diversas poblaciones de microorganismos (de la misma forma que los macroorganismos se distribuyen en el planeta). Por ser tan pequeños, hasta una partícula de polvo puede ser un ecosistema para un microorganismo. (Ezpeleta, Carmen, Barrios, & Delgado, 2013) A pesar de la creencia tradicional, los microorganismos hacen más que solo descomponer la materia orgánica en la tierra. Son los encargados de ciclar distintos elementos que darán luego como resultado los minerales. Por ejemplo, en el ciclo del carbono los microorganismos inmovilizan el dióxido de carbono y lo transforman en carbonatos. De la misma manera fijan el nitrógeno atmosférico en amonio y nitratos, los cuales luego servirán de alimento para otros seres vivos. Por si esto fuese poco, los microorganismos dan estructura al suelo y regulan la permeabilidad del mismo haciéndolo más o menos fértil. (López, Fernández, & Pascual, 2012) El agua De acuerdo a Garrido (2015), el agua es un medio muy particular. La gran mayoría de los microorganismos que podemos encontrar en el agua no son típicos de este ambiente, pero son arrastrados por la lluvia hasta las fuentes de agua. Debido a que los nutrientes son solubles en el agua, los microorganismos tienen buenas probabilidades de alimentarse y crecer en este ambiente. Asimismo, el agua es un excelente regulador de temperatura. Es muy importante en los ambientes acuáticos poder diferenciar a los microorganismos que se encuentran en 2 grupos:

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Microorganismos autóctonos: Aquellos microorganismos propios del ambiente. Podemos mencionar a las algas unicelulares, por ejemplo. Microorganismos alóctonos: Son aquellos microorganismos que están de paso por el ambiente. Por ejemplo, la mayoría de los hongos filamentosos. Ambientes extremos De acuerdo a lo expresado por Koschelow, Fernández, & Smits (2013), el término extremo es una invención nuestra. Un ambiente con una temperatura superior a los 70 °C, donde nosotros no podríamos sobrevivir, lo denominamos como ambiente extremo. Sin embargo, Romero, Álvarez, & Álvarez (2013), explican que para los microorganismos que viven en ellos nuestro ambiente es el extremo. Los extremos pueden ser muchos (temperatura, presión, irradiación UV, presión osmótica). Existen microorganismos adaptados a estas condiciones y se los llama extremófilos. Más allá de lo que podríamos imaginar, los ambientes extremos albergan una gran diversidad de especies de microorganismos. En la mayoría de los casos su función es desconocida, aunque se sabe que muchos participan en los ciclos del nitrógeno y del azufre. 3.- Interacciones entre microorganismos y de estos con otros seres vivos En relación con plantas. Para Lezcano, Bolaños, Martinez, & Rodriguez (2015), el caso de mayor importancia biológica posiblemente sea el de los rizobios, es decir, la asociación entre bacterias como las del género Rhizobium en las raíces de plantas leguminosas. Las bacterias, recordemos, aprovechan la energía del catabolismo de las células vegetales, mientras estas obtienen sustancias nitrogenadas a partir de la fijación de nitrógeno bacteriano. En relación con hongos. Así mismo López, Bacilio, & Bashan (2015), afirman que hay que destacar la conocida simbiosis liquénica, que forman un alga verde unicelular o una cianobacteria con un hongo, lo que da como resultado un liquen, un tipo de organismo distinto según la especie concreta de una y otra parte de la asociación. De este modo, en los líquenes el hongo proporciona un sustrato húmedo y el soporte físico al alga o a la cianobacteria, y esta fábrica en su fotosíntesis materia orgánica para sí misma y para el hongo. En relación con animales. 4

Muchos invertebrados acuáticos (poríferos, cnidarios, platelmintos y moluscos) presentan algas verdes unicelulares simbiontes en sus tejidos. Los compuestos orgánicos fotosintetizados por el alga son utilizados por el animal, que aporta a cambio oxígeno disuelto y soporte apropiado. En relación con el ser humano. De acuerdo a Malaver, Rodríguez, & Aguilar (2014), en la especie humana también existen microorganismos cuya relación es difícil de distinguir si se trata de una simbiosis o de un comensalismo. Diversas bacterias viven en el intestino grueso constituyendo la microflora intestinal y tienen un papel importante al aportar vitaminas como la B12, o la K. La microflora intestinal también produce metano, uno de los componentes de los gases intestinales junto con el aire tragado en la deglución. La mayoría de las bacterias intestinales son anaerobias estrictas, principalmente bacilos, vibriones y estreptococos fecales. Sin embargo, la composición de la microflora intestinal depende directamente del régimen alimenticio de cada persona. 4.- El papel de los microorganismos en los ciclos de los elementos Un ciclo biogeoquímico constituye el movimiento de cantidades de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, azufre, fósforo, potasio entre los seres vivos y su medio ambiente: es decir, el intercambio de elementos químicos entre seres vivientes y no vivientes de un mismo entorno, todo esto a través de una serie de procesos de producción y descomposición. Es gracias a estos ciclos que los elementos surgen una y otra vez para ser utilizados de nuevo por otros organismos. En el medio terrestre, Olaya, Gutierrez, & Hernández (2014), expresan que son las plantas las que toman el lugar principal en cuanto a la transmisión del CO2. En el medio acuático, son los microorganismos fototróficos (como son las cianobacterias y las algas) los que predominan. Una vez el carbono se materializa orgánicamente es degradado por la acción de microorganismos (bacterias y hongos) que retornan el CO2 al medio, sea por fermentación o respiración anaeróbica. En cuanto al azufre encontrado en zonas terrestres, Ortiz, Leiva, & Corroto (2016), acotan que éste inicia con los sulfatos en el suelo (algunos están disueltos en el agua), de allí son absorbidos por las plantas quienes reducen los sulfatos a sulfuros. Los animales se alimentan de las plantas e incorporan el azufre a su propio cuerpo, que va a mantenerse 5

allí hasta que los animales mueren. Cuando los cuerpos son dejados en el suelo, los aprovechan los organismos descomponedores –bacterias y hongos– que desintegran los cadáveres y convierten el azufre en sulfuro de hidrógeno, éste se oxida y produce sulfato, repitiéndose el ciclo una vez más. 5.- Importancia de los microorganismos en procesos ambientales Existen gran variedad de subramas dentro del campo de la microbiología, como por ejemplo la microbiología ambiental. La definición de microbiología ambiental se entiende como el estudio y análisis de la diversidad y función de los microorganismos en sus entornos naturales e incluso artificiales. (Ramos & Elein, 2014) Además, Romero, Castañeda, & Acosta (2016), manifiestan que el objetivo principal de la ciencia se centra en el análisis de la ecología microbiana, o lo que es lo mismo, las relaciones existentes entre el medio ambiente, agua, aire y suelo, y los microorganismos que en él habitan, ya sean como agentes contaminantes o para aprovechamiento como descontaminante ambiental. Importancia de la microbiología ambiental Desde su descubrimiento y nacimiento como ciencia hace más de 300 años, el estudio de la microbiología ha crecido enormemente durante los últimos tiempos. Sin embargo, queda muchísimo campo por conocer y aparecen continuamente nuevas líneas de investigación. La microbiología, y más concretamente, la microbiología ambiental tiene gran importancia en nuestras vidas, debido a que Tabón, Agudelo, & Gutierrez (2017), expresan que los microorganismos están presentes en el ambiente en el que vivimos, tanto en su sentido benéfico como dañino. 6.- Biolixiviación Tal como afirman Soler, Mañes, Savino, & Soriano (2015), la biolixiviación es el ataque y solubilización de un mineral metálico mediante la acción directa o indirecta de distintos microorganismos. El microorganismo utiliza el mineral como combustible, captando electrones para sus procesos metabólicos, libera calor y metales sin necesitar ningún tipo de energía externa para realizar el proceso. Así, el microorganismo, ejerce de “minero”.

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Como bien se dice la biolixivición es utilizado para el tratamiento de ciertos minerales, específicamente en minerales sulfurados auríferos con la ayuda de la bacteria Thiobacillus Ferrooxidans, cuya finalidad es oxidar aquellas especies reducidas de azufre a sulfato y el ión ferroso a ión férrico. (Toloza, 2016) 7.- Control biológico de plagas El control biológico según Villacres & Villamar (2015), es un método natural que resulta de la acción de organismos vivos que tienen la capacidad de reducir las poblaciones de una plaga. Estos organismos que realizan el control biológico los conocemos como "aliados" y no se comportan como plaga de nuestros cultivos. De igual manera (Zapata & Zapata (2013), establecen que son los depredadores naturales de las plagas y perfectas herramientas para deshacerse de ellas. Desarrollando así un mecanismo de agricultura sustentable. Así, este método busca reducir el impacto perjudicial de la plaga reestableciendo los niveles de control natural auto-sostenido que se dan en los ambientes nativos. CONCLUSIONES La microbiología ambiental está arraigada en disciplinas con una larga tradición de reconocimiento de los diferentes seres vivos como la Botánica o la Zoología, en otros que tratan del funcionamiento de los organismos y su respuesta al medio la fisiología y en otros con una vocación integradora del conjunto de seres vivos y del medio la Ecología. Por lo tanto, los estudios de Biología Ambiental recogen vocaciones amantes de la naturaleza con una clara voluntad de rigor científico comprometido con los avances más actuales de la ciencia desde el nivel biomolecular hasta el planetario y de compromiso con una sociedad que necesita soluciones ante el deterioro ambiental. Finalmente hablar de microorganismos es dar crédito a su participación en el desarrollo de enfermedades infectocontagiosas como agentes causales de las mismas, pero cuando uno profundiza en su estudio se da cuenta que tan sólo un 5% y esto es mucho decir, los que efectivamente poseen este carácter patógeno y el resto de ellos nos benefician en la Industria, en la alimentación, en la medicina, en la Agricultura y en el tema que nos ocupa ,que es el desarrollo de procesos biológicos de descontaminación de Agua, Aire o Suelo.

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