BT Unidad 02

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Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 1 
Tema Nº 2 
 
Características comunes a todos los sistemas biológicos 
 
 La primera impresión que da el mundo de los seres vivos es el de una extraordinaria diversidad. El examen 
superficial de un mamífero, de una planta o de una bacteria, no sugiere que tengan mucho en común. Sólo cuando 
se examina el mundo viviente en términos de su organización química y microscópica, se observa que existe una 
unidad fundamental y común: LA CÉLULA VIVA, posiblemente con un origen común. 
 
 Todos los seres vivos presentan tres características comunes, a saber: 
 
1. Poseen una misma unidad física: se hallan compuestos de una unidad microscópica: LA CÉLULA. 
• Una: reciben el nombre de unicelulares. 
• Muchas: se llaman pluricelulares. 
El crecimiento no es más que una consecuencia de la división celular y del aumento del número de células. 
2. Presentan la misma composición química: En todas las células es invariable la presencia de tres clases de 
moléculas complejas formadas a partir de una treintena de moléculas sencillas. Estas moléculas complejas 
son: 
• El ácido desoxirribonucleico (ADN): que es el portador en forma de código de la información genética 
requerida para determinar las características específicas del organismo en cuestión. El ADN es el 
constituyente de los genes. 
• El ácido ribonucleico (ARN): que es el intermediario en la transmisión de la información contenida en 
el código genético para la síntesis de las proteínas. 
• Las proteínas: que son el material plástico que constituye las células e integran a las enzimas, 
catalizadores de las reacciones bioquímicas que se realizan en la célula. Por esto último, las proteínas 
son quienes determinan las características de un organismo (“a cada gen una enzima, a cada enzima 
un gen”). 
Estudios recientes sobre la composición química de las moléculas más sencillas sugieren que las 
primeras células que aparecieron sobre la Tierra pueden haber sido constituidas a partir de tan sólo 30 
moléculas distintas. Este conjunto de biomoléculas fundamentales comprende: 
• 5 bases nitrogenadas aromáticas: adenina (A), timina (T), citosina (C), guanina (G) y uracilo (U). 
que son los constituyentes de unos 1.000 ácidos nucleicos en la Escherichia coli. 
 
• 20 aminoácidos: los que forman infinidad de proteínas. Por ejemplo en la Escherichia coli 
forman unas 3.000 proteínas diferentes. 
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Biotecnología 2 
 
 
• 1 ácido graso: el palmítico. 
 
 
• 2 azúcares: glucosa y ribosa. 
 
http://es.wikibooks.org/wiki/Archivo:%C3%81cido_palm%C3%ADtico_zigzag.PNG
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Biotecnología 3 
 
 
• 1 alcohol nitrogenado: la colina. 
 
CH2OH – CH2 – N(CH3)3. 
 
• Glicerina: es un alcohol con tres grupos hidroxilos. 
 
En la Escherichia coli, se han identificado unos 5.000 compuestos. 
Aunque no parezcan relacionados entre sí, estos compuestos sí lo están a través de las reacciones 
enzimáticas del metabolismo. 
Esto demuestra que la organización molecular de la célula está basada en una simplicidad fundamental: los 
millares de macromoléculas que la constituyen están hechas de unas pocas moléculas sencillas. Como éstas 
son las mismas para todas las especies conocidas, podríamos decir que todos los organismos vivos 
proceden de un solo antepasado común. 
3. Realizan ciertas actividades químicas comunes. Éstas reciben en conjunto el nombre de metabolismo. 
El metabolismo es la utilización de los elementos mediante una compleja pero controlada serie de 
reacciones químicas con las cuales los seres vivos obtienen energía y sintetizan sus constituyentes. 
Las células son maquinas isotérmicas, no pueden absorber energía en forma de calor. Por ello la toman del 
entorno en forma de nutrientes que el metabolismo transforma en constituyentes y en energía en forma 
de trabajo químico de síntesis de material celular, de trabajo osmótico (transporte de nutrientes a través 
de membranas celulares) o de calor para mantener la isotermia. 
 
 
 * Constituyentes celulares 
 de síntesis 
AMBIENTE Nutrientes * Trabajo mecánico 
 osmótico 
 
 calórica (isotermia) 
 * Energía química (compuestos de alta energía) 
 
 
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Biotecnología 4 
METABOLISMO 
CATABOLISMO ANABOLISMO 
• Degradador 
• Oxidante 
• Generador de energía 
• Variedad de materias iniciales pero 
productos finales bien definidos 
• Sintetizador 
• Reductor 
• Consumidor de energía 
• Materiales iniciales definidos pero gran 
variedad de productos finales 
 
Estas tres propiedades son comunes a las plantas, a los animales y a los microorganismos, dejando de 
lado sus diferencias de talla, forma y estructura interna. Y es esto lo que confiere a la BIOLOGÍA su unidad como 
disciplina científica. Existe, sin embargo, una clase de objetos biológicos que no se ajustan a estas propiedades: 
los virus. Los virus no son organismos sino entidades biológicas con propiedades fundamentalmente distintas, tal 
como veremos más adelante. 
 
La Célula 
 
Propiedades fundamentales de la célula 
 
 Toda célula está formada de dos partes: el núcleo y el citoplasma. 
 
 El núcleo, rodeado de citoplasma contiene la totalidad del ADN celular o cromosómico y constituye el 
soporte del código genético, es el centro de información para las síntesis celulares. 
 
 El citoplasma, contiene lo esencial del ARN, ADN extracromosómico y de las proteínas celulares, es el 
principal sitio de síntesis y el centro de las principales actividades funcionales. 
 
 El citoplasma está separado del ambiente por medio de una delicada membrana: la membrana celular. Ésta 
es un mosaico de lípidos y proteínas que constituye la barrera que deben atravesar los materiales del exterior para 
penetrar a la célula estando dotada de la propiedad de la semipermeabilidad (deja pasar unas pero otras no). Al 
mismo tiempo, permite la salida de los productos de desecho del metabolismo conservando en el interior las 
moléculas esenciales al funcionamiento de la célula. Cuando una célula muere, el carácter semipermeable de la 
membrana desaparece y los constituyentes celulares pasan al medio exterior; la aparición de este fenómeno es el 
criterio de lisis (muerte de la célula). 
 
El protoplasma es el conjunto formado por el núcleo y el citoplasma. En las plantas y algunos 
microorganismos, la membrana citoplasmática está rodeada de una membrana más espesa y más rígida y de 
composición química diferente: la pared celular. Sólo tiene funciones de protecciones mecánica y osmótica, está 
desprovista de funciones enzimáticas y no desempeña ningún papel en el transporte selectivo de materiales en 
uno u otro sentido. Las células con pared celular se denominan protoplastos. 
 
Origen de las células 
 
 Toda célula nace de la división de una célula preexistente (reproducción asexual), o en el caso de la 
reproducción sexual, de la fusión de dos células preexistentes. 
 
Tipos de organización celular 
 
• El tipo más simple de ser vivo es aquel constituido por una sola célula: organismo unicelular. Como las 
células son casi siempre microscópicas, estos seres pertenecen a la categoría general de 
MICROORGANISMOS. Existen, por supuesto, notables diferencias entre los microorganismos unicelulares. 
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Biotecnología 5 
Éstas están basadas en diferencias de talla, forma y estructura interna. Ejemplos de organismos 
unicelulares típicos son por ejemplo, los bacilos, las amebas, las levaduras y las algas ciliadas. 
 
 
 
 
Figura Nº1: Bacilos 
 
 
 
Figura Nº2: Ameba 
 
Figura Nº3: Levaduras 
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Figura Nº4: Alga ciliada (Phacotus) 
• El segundo tipo posible es el estado pluricelular originado a partir de una célula. Al estado adulto están 
formados de numerosas células ligadas entre sí de una forma fija y permanente que hace a la apariencia 
exterior específica. Si las células son pocas pueden aún guardar un tamaño microscópico (ejemplos, algunas 
algas y ciertas bacterias) y en este caso se trata de células idénticas dispuestas en filamento unidimensional 
o de “red” bi o tridimensional. Un ejemplo de organismo pluricelular simple: el alga “Dictyosiphon” (alga 
marrón). Parece una planta superior pero un corte muestra que no posee ninguna diferenciación celular. 
 
 
 
Figura Nº5: Dictyosiphon (alga marrón) 
 
Las plantas superiores y los animales están en cambio constituidos de regiones tisulares distintas, que 
difieren entre sí por el tipo de células que las componen. Estos tejidos pueden asociarse en órganos (hígado 
u hoja por ejemplo) constituidos de tejidos diferentes. Como los organismos pluricelulares superiores 
también se desarrollan a partir de una célula (el ovulo fecundado) es evidente que el desarrollo va 
acompañado de diferenciación de los tipos de células. 
 
• La organización cenocítica es el tercer tipo posible de organización. Habitualmente decimos que una célula 
posee un solo núcleo. Los organismos cenocíticos son plurinucleados. Al examen microscópico aparecen 
constituidos de una gran masa citoplasmática que contiene numerosos núcleos. Esto puede ocurrir de dos 
formas: 
o Caso de algunas algas marinas, de los hongos verdaderos (Eumycetes) y de los hongos 
Myxomycetes: comienzan su vida en estado de célula única que aumenta de talla a medida que se 
producen numerosas divisiones nucleares. 
o Caso de ciertos invertebrados, los rotíferos que comienzan con una célula que se divide luego para 
dar un ser pluricelular banal; cuando se alcanza el estado adulto, desaparecen las membranas 
celulares limitantes entre las células constitutivas. 
Ejemplo de organismo cenocítico: Algas verdes Bryopsis 
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Biotecnología 7 
 
 
 
 Bryopsis hypnoides Bryopsis plumosa 
Figura Nº6: Algas verdes 
 
Modos de división celular 
 
 En todos los organismos, salvo en los cenocíticos, el crecimiento se acompaña de divisiones nucleares 
seguidas de divisiones celulares. Esto produce un aumento del número de individuos (formas unicelulares) o un 
número mayor de células de un mismo organismo (formas pluricelulares). Los principales métodos de división 
celular son: 
 
• Escisión binaria: una célula madre se divide en dos células hijas de talla idéntica y con sus mismos 
elementos (ejemplo: bacterias). 
• Brotación: sobre la superficie de la célula se produce un brote que aumenta de tamaño progresivamente, 
luego se divide el núcleo y el núcleo hijo migra al brote; éste se desprende cuando tiene el tamaño de la 
célula madre (levadura). 
• Escisión múltiple: una célula madre puede dar cuatro o más células hijas (Ciertas Algas). 
• Amputación de pequeños fragmentos de citoplasma con uno o varios núcleos: se da en los organismos 
cenocíticos, es el proceso empleado para formas células de reproducción. 
 
Distintos tipos de organismos según sus fuentes de energía 
 
Heterótrofos, autótrofos y auxótrofos 
 
La energía que produjeron las primeras moléculas orgánicas provino de una variedad de fuentes existentes 
en la Tierra primitiva y en su atmósfera: calor, radiaciones ultravioletas y perturbaciones eléctricas. Cuando 
aparecieron las primeras células primitivas, o estructuras semejantes a células, requirieron un aporte continuo de 
energía para mantenerse, crecer y reproducirse. 
 
Los organismos modernos y las células de las cuales están compuestos pueden satisfacer sus 
requerimientos energéticos en una de dos formas. Los heterótrofos son organismos que dependen de fuentes 
externas de moléculas orgánicas para obtener su energía y sus moléculas estructurales. Todos los animales y los 
hongos, así como muchos organismos unicelulares, son heterótrofos. Los autótrofos, por contraste, se 
"autoalimentan". No requieren moléculas orgánicas procedentes de fuentes externas para obtener su energía o 
para usarlas como pequeñas moléculas de tipo estructural; en cambio, son capaces de sintetizar sus propias 
moléculas orgánicas ricas en energía a partir de sustancias inorgánicas simples. La mayoría de los autótrofos, 
incluyendo las plantas y varios tipos diferentes de organismos unicelulares, realizan fotosíntesis, lo que significa 
que la fuente de energía para sus reacciones de síntesis es el Sol. Ciertos grupos de bacterias, sin embargo, son 
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quimiosintéticas; estos organismos capturan la energía liberada por reacciones inorgánicas específicas para 
impulsar sus procesos vitales, incluyendo la síntesis de las moléculas orgánicas necesarias. 
 
Los seres vivos basan su composición en compuestos en los que el elemento químico definitorio es el 
carbono (compuestos orgánicos), y los autótrofos obtienen todo el carbono a través de un proceso metabólico de 
fijación del carbono llamado ciclo de Calvin. Sin embargo se distinguen unos de otros por la fuente de energía que 
emplean para realizar el trabajo de sintetizar sustancias orgánicas; hay dos clases principales, los fotoautótrofos, 
que emplean la luz para realizar la fotosíntesis, y los quimioautótrofos, que extraen la energía de reacciones 
químicas entre sustancias inorgánicas, minerales, en el interior de la tierra o en el fondo del océano. 
 
El término autótrofo procede del griego y significa que se alimenta por sí mismo. Los organismos autótrofos 
producen su masa celular y materia orgánica, a partir del dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente 
de carbono, usando la luz o sustancias químicas como fuente de energía. Las plantas y otros organismos que usan 
la fotosíntesis son fotolitoautotrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos inorgánicos como el 
anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos como producción de energía se llaman quimiolitotroficos. 
 
Los seres autótrofos son una parte esencial en la cadena alimenticia, ya que absorben la energía solar o de 
fuentes inorgánicas y las convierten en moléculas orgánicas que son utilizadas para desarrollar funciones biológicas 
como su propio crecimiento celular y la de otros seres vivos llamados heterótrofos que los utilizan como alimento. 
Los seres heterótrofos como los animales, los hongos, y la mayoría de bacterias y protozoos, dependen de los 
autótrofos ya que aprovechan su energía y la de la materia que contienen para fabricar moléculas orgánicas 
complejas. 
 
Se llama auxótrofos a aquellos organismos —imperfectamente autótrofos— que sintetizan casi todas sus 
moléculas a partir de sustancias inorgánicas, pero que necesitan tomar alguna ya hecha de otros seres vivos. 
 
Los organismos heterótrofos, en contraste con los organismos autótrofos, son aquellos que deben 
alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o bien heterótrofos 
como ellos. Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y los animales. Según el origen 
de la energía que utilizan los organismos heterótrofos, pueden dividirse en: -Fotoorganotrofos: estos organismos 
fijan la energía de la luz. Constituyen un grupo muy reducido de organismos que comprenden la bacterias 
purpureas y familia de seudomonadales. Sólo realizan la síntesis de energía en presencia de luz y en medios 
carentes de oxigeno. -Quimioorganotrofos: utilizan la energía química extraída directamente de la materia 
orgánica. A este grupo pertenecen todos los integrantes del reino animal, todosdel reino de los hongos, gran parte 
de las móneras (procariotas) y de las arqueobacterias. Los heterótrofos pueden ser de dos tipos 
fundamentalmente: Consumidores, o bien saprofitos y descomponedores. Los autótrofos y los heterótrofos se 
necesitan mutuamente para poder existir. 
 
Tanto los heterótrofos como los autótrofos parecen estar representados entre los microfósiles más 
antiguos. Se ha postulado durante largo tiempo que la primera célula viva fue un heterótrofo extremo. Sin embargo, 
descubrimientos recientes han planteado la posibilidad de que las primeras células hayan sido autótrofas, 
quimiosintéticas o fotosintéticas antes que heterótrofas. Se han descubierto varios grupos diferentes de bacterias 
quimiosintéticas que hubieran sido muy adecuadas para las condiciones que prevalecían en la joven Tierra. 
Algunas de estas bacterias son habitantes de los pantanos, mientras que otras se han encontrado en 
profundas trincheras oceánicas, en áreas donde los gases escapan por las fisuras de la corteza terrestre. Hay 
evidencia de que estas bacterias representan los sobrevivientes de grupos muy antiguos de organismos 
unicelulares. 
 
Aunque los biólogos aún no han podido resolver el problema acerca de si las primeras células fueron 
heterótrofas o autótrofas, es seguro que sin la evolución de los autótrofos la vida en la Tierra pronto habría llegado 
a su fin. 
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Biotecnología 9 
 
En los más de 3.500 millones de años transcurridos desde que apareció la vida, los autótrofos más exitosos 
(o sea, aquellos que han dejado la mayor cantidad de descendencia y se han diversificado en la mayor variedad de 
formas) han sido los que desarrollaron un sistema para hacer uso directo de la energía solar en el proceso de 
fotosíntesis. Con el advenimiento de la fotosíntesis, el flujo de energía en la biosfera asumió su forma dominante 
moderna: la energía radiante del Sol, canalizada por medio de los autótrofos fotosintéticos pasa a todas las otras 
formas de vida. 
 
Fotolitoautotrofos 
 Autótrofos 
 Quimiolitoautotrofos 
 
Seres vivos Auxótrofos 
 
 Fotoorganotrofos 
 Heterótrofos 
 Quimioorganotrofos 
 
Distintos tipos de organismos según sus características 
 
Procariotas y eucariotas 
 
Todas las células comparten dos características esenciales. La primera es una membrana externa, la 
membrana celular -o membrana plasmática- que separa el citoplasma de la célula de su ambiente externo. La otra 
es el material genético -la información hereditaria- que dirige las actividades de una célula y le permite reproducirse 
y transmitir sus características a la progenie. 
 
Existen dos tipos fundamentalmente distintos de células, las procariotas y las eucariotas. En las células 
procarióticas, el material genético se encuentra en forma de una molécula grande y circular de ADN a la que están 
débilmente asociadas diversas proteínas. En las células eucarióticas, por el contrario, el ADN es lineal y está 
fuertemente unido a proteínas especiales. Dentro de la célula eucariótica, el material genético está rodeado por 
una doble membrana, la envoltura nuclear, que lo separa de los otros contenidos celulares en un núcleo bien 
definido. En las procariotas, el material genético no está contenido dentro de un núcleo rodeado por una 
membrana, aunque está ubicado en una región definida llamada nucleoide. 
 
En el citoplasma se encuentra una gran variedad de moléculas y complejos moleculares. Por ejemplo, tanto 
los procariotas como los eucariotas contienen complejos proteicos y de ARN llamados ribosomas que desempeñan 
una función clave en la unión de los aminoácidos individuales durante la síntesis de proteínas. Las moléculas y 
complejos moleculares están especializados en determinadas funciones celulares. En las células eucarióticas, estas 
funciones se llevan a cabo en una gran variedad de estructuras rodeadas por membranas -llamadas organelas- que 
constituyen distintos compartimientos internos dentro del citoplasma. Entre las organelas se destacan los 
peroxisomas que realizan diversas funciones metabólicas; las mitocondrias, centrales energéticas de las células y, 
en las algas y células vegetales, los plástidos como los cloroplastos, donde acontece la fotosíntesis. 
 
La membrana celular de los procariotas está rodeada por una pared celular externa que es elaborada por 
la propia célula. Ciertas células eucarióticas, incluyendo las de las plantas y hongos, tienen una pared celular, 
aunque su estructura es diferente de la de las paredes celulares procarióticas. Otras células eucarióticas, incluyendo 
las de nuestros propios cuerpos y las de otros animales, no tienen paredes celulares. Otro rasgo que distingue a los 
eucariotas de los procariotas es el tamaño: las células eucarióticas habitualmente son de mayor tamaño que las 
procarióticas. 
 
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Biotecnología 10 
En las células eucarióticas, ciertas proteínas se organizan formando intrincadas estructuras que dan lugar 
a una especie de esqueleto interno, el citoesqueleto, que aporta sostén estructural y posibilita el movimiento 
celular. 
 
Algunos ejemplos de células procariotas son la bacteria Escherichia coli y las cianobacterias, grupo de 
procariotas fotosintéticos llamadas antes algas azules. Un eucariota fotosintético unicelular es el alga 
Chlamydomonas. 
 
 
 
Figura Nº7: Esquema de Escherichia coli. (Procariota) 
 
La Escherichia coli es un procariota heterotrófico que resulta ser el más estudiado de todos los organismos 
vivos. El material genético (ADN) se encuentra en la zona más clara, en el centro de cada célula. Esta región no 
delimitada por membrana se llama nucleoide. Los pequeños granos del citoplasma son los ribosomas. Las dos 
células del centro se acaban de dividir y todavía no se han separado completamente. 
 
 
 
Figura Nº8: Esquema de Chlamydomonas. (Eucariota) 
 
La Chlamydomonas, célula eucariótica fotosintética que contiene un núcleo ("verdadero") rodeado por una 
membrana nuclear doble y otras organelas abundantes. La organela más destacable es el cloroplasto, de forma 
irregular, que llena casi toda la célula. Está formado por doble membrana y es el lugar donde se realiza la 
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fotosíntesis. Otras organelas membranosas son las mitocondrias, que proporcionan energía para el movimiento 
batiente de los dos flagelos. Estos movimientos propulsan la célula por el agua. Las reservas energéticas de la célula 
están en forma de granos de almidón, alrededor y dentro de una estructura llamada pirenoide. La membrana 
plasmática envuelve todo el citoplasma y por fuera hay una pared celular formada por polisacáridos. 
 
La comparación entre los dos tipos de células pone de manifiesto la mayor complejidad de las células 
eucarióticas frente a las procarióticas. Sin embargo, ambas comparten muchas semejanzas en su funcionamiento, 
lo que no deja dudas acerca de su parentesco. Los científicos han podido establecer que, en algún momento de la 
historia de la Tierra, diversos tipos de eucariotas se escindieron de un tronco procariótico, formando ramas que 
evolucionaron de manera independiente. 
 
El paso de los procariotas a los primeros eucariotas (los protistas) fue una de las transiciones evolutivas 
principales sólo precedida en orden de importancia por el origen de la vida. La cuestión de cómo ocurrió esta 
transición es actualmente objeto de viva discusión. Una hipótesis interesante, que gana creciente aceptación, es 
que se originaron células de mayor tamaño, y más complejas, cuando ciertos procariotas comenzaron a alojarse en 
el interior de otras células. 
 
La investigadora Lynn Margulis propuso el primer mecanismo para explicar cómo pudo haber ocurrido esta 
asociación. La llamada"teoría endosimbiótica" (endo significa interno y simbionte se refiere a la relación de 
beneficio mutuo entre dos organismos) intenta explicar el origen de algunas organelas eucarióticas. Hace 
aproximadamente 2.500 millones de años, cuando la atmósfera era ya rica en oxígeno como consecuencia de la 
actividad fotosintética de las cianobacterias, ciertas células procarióticas habrían adquirido la capacidad de utilizar 
este gas para obtener energía de sus procesos metabólicos. La capacidad de utilizar el oxígeno habría conferido 
una gran ventaja a estas células aeróbicas, que habrían prosperado y aumentado en número. En algún momento, 
estos procariotas aeróbicos habrían sido fagocitados por células de mayor tamaño, sin que se produjera una 
digestión posterior. Algunas de estas asociaciones simbióticas habrían sido favorecidas por la presión selectiva: los 
pequeños simbiontes aeróbicos habrían hallado nutrientes y protección en las células hospedadoras a la vez que 
éstas obtenían los beneficios energéticos que el simbionte les confería. Estas nuevas asociaciones pudieron 
conquistar nuevos ambientes. Así, las células procarióticas, originalmente independientes, se habrían 
transformado en las actuales mitocondrias, pasando a formar parte de las flamantes células eucarióticas. 
 
Investigaciones recientes sugieren que la relación metabólica entre los miembros del par simbiótico podría 
haber sido diferente de lo postulado por Margulis. En la actualidad, varias líneas de evidencia sustentan la teoría 
de la endosimbiosis. De forma análoga, se cree que los procariotas fotosintéticos ingeridos por células no 
fotosintéticas de mayor tamaño fueron los precursores de los cloroplastos. Por medio de la hipótesis 
endosimbiótica, Margulis también explica el origen de cilias y flagelos por la simbiosis de ciertas células con 
espiroquetas de vida libre. 
 
La mayor complejidad de la célula eucariótica la dotó de un número de ventajas que finalmente 
posibilitaron la evolución de organismos multicelulares. 
 
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Biotecnología 12 
 
 
Figura Nº9: Esquema que representa la posible secuencia de eventos que dieron origen a diversas células 
eucarióticas (Endosimbiosis). 
 
Resumiendo las principales características que diferencian a las células Procariotas de las Eucariotas, 
podemos describirlas en el siguiente cuadro comparativo: 
 
 
PROCARIOTAS EUCARIOTAS 
ADN localizado en una región: Nucleoide, no rodeada 
por una membrana. 
Núcleo rodeado por una membrana. Material 
genético fragmentado en cromosomas formados por 
ADN y proteínas. 
Células pequeñas 1-10 µm 
Por lo general células grandes, (10-100 µm), Algunos 
son microbios, la mayoría son organismos grandes. 
División celular directa, principalmente por fisión 
binaria. No hay centriolos, huso mitótico ni 
microtúbulos. 
División celular por mitosis, presenta huso mitótico, 
o alguna forma de ordenación de microtúbulos. 
Sistemas sexuales frecuentes. Alternancia de fases 
haploides y diploides mediante Meiosis y 
Fecundación 
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Biotecnología 13 
Sistemas sexuales escasos, si existe intercambio 
sexual se da por transferencia de un donador a un 
receptor. 
Escasas formas multicelulares. 
Ausencia de desarrollo de tejidos 
Los organismos multicelulares muestran desarrollo 
de tejidos 
Formas anaerobias estrictas, facultativas, 
microaerofílicas y aerobias 
Casi exclusivamente aerobias 
Ausencia de mitocondrias: las enzimas para la 
oxidación de moléculas orgánicas están ligadas a las 
membranas 
Las enzimas están en las mitocondrias 
Flagelos simples formados por la proteína flagelina 
Flagelos compuestos, (9+2) formados por tubulina y 
otras proteínas 
En especies fotosintéticas, las enzimas necesarias 
están ligadas a las membranas. Existencia de 
fotosíntesis aerobia y anaerobia, con productos 
finales como azufre, sulfato y Oxígeno 
Las enzimas para la fotosíntesis se empaquetan en 
los cloroplastos. 
 
Principales divisiones del mundo viviente 
 
 Cuando se trata de organismos superiores, la diferenciación en dos reinos (Animal y Vegetal) es evidente 
como lo muestra el siguiente cuadro: 
 
Principales diferencias entre plantas y animales superiores 
 
 PLANTAS ANIMALES 
Diferencias fisiológicas 
• Fuente de energía 
• Clorofila 
• Reservas nutritivas 
• Movimiento activo 
• Fotosíntesis 
• Presente 
• Almidón 
• Ausente 
• Materiales orgánicos 
• Ausente 
• Glicógeno y grasas 
• Presente 
Diferencias estructurales 
• Paredes celulares 
• Tipo de crecimiento 
• Presentes 
• Abierto 
• Ausentes 
• Cerrado 
 
 
Los microorganismos no pueden encuadrarse en ninguno de los dos reinos tradicionales. En general, tienen 
propiedades intermedias (ejemplo: clorofila y movimiento) esto hace pensar que los mismos se han formado antes 
que surgiesen las plantas y los animales, de acuerdo a la teoría general de la Evolución de Darwin. 
 
 En 1886, un discípulo de Darwin, el zoologista alemán Haeckel propuso la creación de un tercer reino, el de 
los PROTISTAS para incluir a los hongos, protozoarios, algas y bacterias. 
 
 Los protistas son organismos fotosintéticos o no, que se parecen netamente a las plantas o a los animales 
o bien comparten las propiedades de ambos reinos. 
 
 Lo que los distingue de todas las plantas y animales superiores es su organización biológica relativamente 
simple. La mayor parte son unicelulares o cenocíticos y los que son pluricelulares no poseen diferenciación tisular. 
 
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Biotecnología 14 
 
Grupos constituyentes de los tres Reinos 
 
 Con granos (semillas) 
 
 Plantas Helechos 
 
 Musgos, líquenes 
 
Pluricelulares con 
 Vertebrados 
diferenciación tisular 
 Animales 
 
 Invertebrados 
 
 
 
 
 Bacterias 
 Inferiores Algas azules y verde- 
Unicelulares, cenocíticos azules 
o pluricelulares sin Protistas 
diferenciación tisular Algas verdes, rojas 
 y pardas 
 Superiores Hongos y levaduras 
 Protozoarios 
La posición de los microorganismos en el proceso de la evolución 
 Haremos una reseña del proceso evolutivo de los sistemas biológicos para poder comprender la posición 
de los microorganismos en relación a otros grupos del mundo vivo contemporáneo. La aparición de vida en nuestro 
planeta admite dos hipótesis: 
 
1. Por infección con organismos o formas orgánicas sencillas procedentes de otros lugares del Cosmos y 
transportados por meteoritos (recientemente quedó demostrada la presencia de materia orgánica 
extraterrestre en algunos meteoritos, aunque barreras de radiación y condiciones térmicas extremas 
induzcan a pensar lo contrario) 
2. La vida se originó a partir de materiales no vivientes propios del planeta (evolución química) seguida de 
una evolución biológica. Esta hipótesis es la más aceptada. Según esta teoría, en los albores de la evolución 
(hace unos 3.500 millones de años) se produjo una síntesis masiva de materia orgánica a partir de 
elementos minerales componentes de la atmosfera primitiva que era distinta a la actual (hipótesis 
formulada en los años 30 por Haldane y el soviético Oparin), de gases como CO2, CH4, NH3, H2O e H2 y por 
medio de la energía suministrada por los rayos ultravioleta (alta energía y pequeña longitud de onda). 
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Biotecnología 15 
Posteriormente, 30 años después, Miller colocó estos gases en un tubo de ensayo y haciendo incidir luz 
ultravioleta durante una semana pudo aislar aminoácidos. 
 
Luego, en la década del 70, esta teoría de evolución química fue corroborada: otros investigadores 
repitieron el ensayo y al someter una mezcla de aminoácidos a descargas de alto voltaje se obtuvieron proteínas.Según la misma teoría (Haldane y Oparin) estos compuestos se habrían acumulado en los océanos para 
seguir combinándose y formar moléculas cada vez más complejas, algunas de ellas con la capacidad de 
reproducción. 
 
Posteriormente, en los años ochenta L. Coney y G. C. Smith, científicos de la NASA, sostuvieron que la vida 
no puede haberse originado en los océanos sino en la arcilla debido a que las reacciones orgánicas en cadena 
necesarias liberan agua y es difícil eliminar agua en medio acuoso. 
 
Ya sea en el agua o en la tierra, los primeros seres vivientes se formaron hace unos 3.500 millones de años, 
eran unicelulares, heterótrofos y anaerobios, es decir, se reproducían a expensas del material orgánico de origen 
fotoquímico y en ausencia de oxígeno. A medida que esos compuestos orgánicos se consumían, cambiaron las 
condiciones y la composición de la atmosfera de manera que no fue posible continuar produciéndolos así. 
 
 
 
Figura Nº10: Experimento de Miller 
 
Pero mientras tanto, los organismos vivos habrían desarrollado su propia forma de aprovechar la energía 
solar: LA FOTOSÍNTESIS que es aún la fuente de vida sobre la Tierra. La aparición de OXÍGENO LIBRE en la atmósfera 
terrestre da origen a los organismos AEROBIOS. 
 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 16 
Al aparecer los primeros seres unicelulares comienza el proceso de EVOLUCIÓN BIOLÓGICA. De seres 
unicelulares se forman los pluricelulares, primero simples y luego con diferenciación tisular. 
Evolución química 
 
 
 
 Luz UV descargas 
 1 semana eléctricas 
 
 
Haldane Oparin Miller Corroboración 
Década del 30 Década del 60 posterior al 70: se corrobora teoría de Oparin 
 
Cronología de la vida 
 
Los primeros organismos fotosintéticos dan origen a los vegetales, primero sin semillas (helechos) y luego 
con semillas. 
 
De animales invertebrados se originan los primeros vertebrados (peces). De los peces a los anfibios, de 
estos a los reptiles y de ellos por dos líneas distintas a las aves y los mamíferos. 
 
Pero las formas de vida primitiva no desaparecieron sino que evolucionaron en otras líneas. Esto explica la 
complejidad biológica. El conjunto de las acciones vitales de todos los seres vivos sirve para mantener el equilibrio 
y la armonía mientras continúa una lenta evolución. 
 
Es previsible que el ser humano del futuro sea distinto del actual, siempre y cuando sepa preservar el medio 
ambiente para subsistir: se consumen rápidamente las reservas en oxigeno y combustibles del planeta y se 
contaminan los ríos y océanos. Cousteau determinó que la actividad biológica en los océanos disminuyo un 30% en 
25 años. 
 
CO2 
CH4 
NH3
H2O 
H2 
AMINOÁCIDOS PROTEÍNAS 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 17 
 
Figura Nº11: Cronología de la vida 
 0 Hombre 
EVOLUCIÓN BIOLÓGICA 
2 Mamíferos 
170 Aves 
250 Reptiles 
350 Peces 
500 
Primeros animales y plantas 
terrestres 
 
1.000 Bacterias Aerobias 
2.000 Células fotosintéticas 
2.500 
Primeros seres vivientes: 
• Unicelulares 
• Heterótrofos 
• Anaerobios 
 
M
ill
o
n
es
 d
e 
añ
o
s 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 18 
3.500 
Síntesis de Materia 
Orgánica 
EVOLUCIÓN QUÍMICA 
4.500 
Formación del planeta 
Tierra 
FORMACIÓN DE CAPA 
ESTABLE 
 
Evolución de la Tierra 
 
Figura Nº12: Representación del tiempo biológico en horas 
 
La figura anterior muestra, condensados en un día, los sucesos más importantes de la historia biológica 
durante los 4.600 millones de años de la Tierra. La vida aparece relativamente temprano, antes de las 6 de la 
mañana, en una escala de tiempo de 24 horas. Los primeros seres pluricelulares no surgen hasta bien entrada la 
tarde, y Homo, el género al cual pertenecemos los humanos, hace su aparición casi al acabar el día, a sólo 30 
segundos de medianoche. 
Los primeros organismos multicelulares hicieron su aparición hace apenas 750 millones de años y se cree 
que los principales grupos (hongos, plantas y animales) evolucionaron a partir de diferentes tipos de eucariotas 
unicelulares. 
 
Las células de los organismos multicelulares están especializadas para llevar a cabo una función bastante 
limitada en la vida del organismo. Sin embargo, cada una sigue siendo notablemente una unidad con 
mantenimiento autónomo. 
 
Participación de los microorganismos en los ciclos vitales de la Biosfera 
 La biosfera es la región del planeta donde hay vida y comprende los océanos, hasta 1 ó 2 m de espesor 
continental y hasta unos 10.000 m de atmósfera. 
 
 La materia viva es la causante de los mayores cambios geoquímicos. La mayor fuente de energía de estos 
cambios es el Sol. La energía solar es captada y convertida en energía química por los organismos fotosintéticos. 
De esta forma estos organismos sintetizan sus componentes orgánicos a partir de compuestos inorgánicos, CO2 y 
agua (Autótrofos) que participan en el ciclo de MINERALIZACIÓN-DESMINERALIZACIÓN. 
 
 
 
Sol Minerales 
 muerte 
 
 muerte 
 Plantas Microorganismos 
 
 muerte 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 19 
 
 Animales 
 
 Los vegetales son consumidos por microorganismos y animales para construir sus células. El ciclo se cierra 
cuando el material celular se vuelve a mineralizar. 
 
 Esta mineralización se puede realizar de tres formas: combustión, actividad respiratoria de los organismos 
superiores y acción de los microorganismos. Los microorganismos son los de acción más importante debido a su 
distribución, velocidad de crecimiento y especificidad de acción. El 90% del CO2 y el 80% del O2 de la biosfera 
provienen de la actividad de ellos. 
 
Distribución de los microorganismos y capacidad metabólica 
 
 Las aguas superficiales y las capas superiores están habitadas por un gran número de microorganismos. A 
la población propia del agua debe sumarse la que proviene de la contaminación provocada por las actividades del 
hombre. 
 
 En una hectárea de tierra fértil de 15 cm de espesor puede haber más de 4 toneladas de microorganismos 
cuyo potencial metabólico equivale al de unas 50.000 personas. Estos microorganismos pueden ser dispersados 
por el agua o el viento. Así, la composición de la tierra fértil está sujeta a cambios que dependen del tipo de 
microorganismos que contenga y de las condiciones ambientales (humedad, temperatura, vientos). 
 
 La capacidad metabólica por gramo de peso de una bacteria aerobia es varios centenares de veces superior 
a la del hombre. Esto se debe a dos razones fundamentales: la primera de ellas es la relación superficie-peso. Sea 
una bacteria cilíndrica de un micrómetro de diámetro, dos micrómetros de longitud y una densidad igual a 1 g/cm3. 
 2 µm 
 
 S = 7,85 x 10-7 mm2 
 
 V = 1,57 x 10-9 mm3 
 
 
 1 µm 
 7,8 x 10-7 mm2 1000 g 1 m2 
RSP = x x = 496,81 m2/kg 
 1,57 x 10-9 mm3 x 1 x 10-3 g/mm3 1 kg 1 x 106 mm2 
 
Para un hombre de 80 kg de peso y 2,4 m2 de superficie: 
 
RSP = 2,4 m2 / 80 kg = 0,03 m2/kg 
 
O sea, para la bacteria la relación es unas 16.560 veces superior y además toda la superficie de la bacteria 
es activa. 
 
 La segunda razón es la velocidad de crecimiento, observando los datos del siguiente cuadro: 
 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 20 
 
Bacterias y levaduras 10 á 120 min 
Bacterias anaerobias 1 á 5 días 
Hongos y algas 2 á 6 h 
Pasturas 1 á 2 semanas 
Pollos 2 á 4 semanas 
Ganado 1 á 2 meses 
Hombre 0,2 á 0,5 años 
 
Tiempos de generación o duplicación de masa (θ) 
 
 Con un tiempo de generación de veinteminutos una bacteria tardaría 24 h en alcanzar una masa 
equivalente a la de la Tierra, supuesto que las condiciones ambientales fuesen las adecuadas y que el alimento 
estuviese disponible. 
 
Relación de nutrientes 
 
 Los nutrientes principales que necesitan los microorganismos para llevar a cabo sus actividades metabólicas 
son, entre otros, C; N y P existiendo entre ellos una relación ideal que es variable según el tipo de microorganismo 
y el ambiente en que se desarrollan. A modo de ejemplo podemos decir que la relación teórica de nutrientes para 
la mayoría de microorganismos es: C:N:P = 100:5:1. Para efluentes cloacales: C:N:P = 100:7:5. Para tratamientos 
anaeróbicos: C:N:P = 100:1,75:0,25. Para lodos activados de mezcla completa: C:N:P = 100:3:0,7 y para aguas 
residuales domésticas: 100:17:5. 
 
 Los distintos tipos de tratamientos biológicos los podemos resumir de la siguiente manera: 
 
Tratamientos biológicos 
Anaerobicos Aeróbicos 
Digestión 
C6H12O6 = 3CH4 + 3CO2 + e 
Lodos activados Lagunas de estabilización 
 
 
Ciclos de la materia 
 
 Los microorganismos intervienen en las transformaciones de los elementos esenciales de la vida C, O, N y 
S. estos elementos son asimilables sólo en determinado estado químico, por ejemplo, el nitrógeno es el elemento 
que se halla de mayor proporción en la atmósfera (un 79%) en forma de gas N2 pero la mayor parte de las plantas 
no lo pueden utilizar si no es como NO3- o sales de NH4+. 
 
Ciclos del Carbono y del Oxígeno 
 
 La fotosíntesis es la actividad biológica más importante de las plantas verdes. Por ella las formas inorgánicas 
oxidadas del carbono (CO2, CO3-2 y CO3H-) de baja energía se transforman en compuestos orgánicos reducidos de 
alta energía utilizando la energía solar del espectro visible (entre 400 y 700 nm). Las reacciones generales son: 
 
 Energía solar 
2H2O 4H+ + 4e- + O2 
Fotones 
 
CO2 + 4H+ + 4e- CH2O + H2O 
 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 21 
CO2 + H2O CH2O + O2 
 Fotones 
 
De esta forma la fotosíntesis de las plantas verdes produce el oxigeno molecular. La posterior oxidación de 
los compuestos orgánicos producidos por la fotosíntesis va acoplada a la reducción del oxígeno molecular que 
vuelve a agua. Los medios más directos de realizarlo son la combustión y la respiración. Las mismas plantas verdes 
y los animales participan de la actividad respiratoria: 
 
 
CH2O + O2 CO2 + H2O + energía 
Combustión - respiración 
 
Pero son los microorganismos quienes oxidan la mayor parte de la materia orgánica ya que estos 
descomponen no sólo las plantas y animales muertos sino también los excrementos de estos últimos. 
 
Así por la fotosíntesis y la respiración las transformaciones cíclicas del carbono y del oxígeno están 
obligatoriamente ligadas entre sí: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESPIRACIÓN (Combustión) FOTOSÍNTESIS 
 
Figura Nº13: Ciclo del carbono y del oxígeno 
Microorganismos 
Animales 
Compuestos 
orgánicos 
H2O 
CO2 
CO3-2, CO3H- 
Sales 
SOL 
O2 
 
Plantas 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 22 
 
 Para darse cuenta de la importancia del ciclo del carbono basta citar que al ritmo actual de la fotosíntesis 
bastarían veinte años para agotar completamente el CO2 si no fuese repuesto. 
 
 El carbono oxidado disponible existe como CO2 atmosférico y como CO3-2 y CO3H- disueltos en el agua 
superficial. El aire contiene un 3% de CO2 que permanece constante debido al equilibrio entre la actividad 
fotosintética y la mineralización. En los océanos su concentración permanece en 0,002 M por un equilibrio entre el 
CO2 de la atmosfera y el CO3H- disuelto: CO2 + 2H2O CO3H- + H3O+ 
 
Por la fotosíntesis los océanos captan el CO2 de la atmósfera, la longitud de onda eficaz para lograrlo no 
supera los 15 m de penetración por lo que las algas activas no proliferan en aguas más profundas. Sobre la superficie 
las algas microscópicas del mar (fitoplancton) tienen un crecimiento limitado a la disponibilidad de N y P. Estos 
elementos se lixivian de los continentes como PO4-3 y NO3-. 
 
Se calcula en 1,2 x 1010 ton/año el C fijado en los océanos y en 1,6 x 1010 ton/año el que se fija en la tierra. 
 
En la tierra la conversión del carbono biológico en CO2 está ligado sobre todo a la actividad microbiana. Es 
necesario recordar que parte del C biológico que degradan pasa a integrar los compuestos celulares. 
 
En aerobiosis esta actividad la realizan las bacterias (Pseudomonas, Bacillus, Actinomycetes y hongos). 
 
En anaerobiosis las bacterias metanígenas transforman los compuestos orgánicos en CO2 y CH4. 
 
También debe mencionarse que hay retención del carbono: 
 
• Inorgánico: en condiciones ligeramente alcalinas el CO3-2 con el Ca+2 forma CO3Ca (origen geológico 
de las rocas calcáreas) 
• Orgánico: 
o Depósitos de protozoarios, corales y moluscos, muertos o fósiles. 
o Humus o partes de las plantas resistentes a la acción microbiana (lignina, soporte de los 
tejidos vegetales, compuesto con abundantes radicales “metóxilo”: -CH2OH, CH3O-). 
o Carbón, petróleo y gas. 
 
Ciclo del Carbono 
 
 El carbono es uno de los principales componentes de la materia viva. Una de las hipótesis para explicar el 
origen de la vida sobre el planeta, como dijimos anteriormente, está basada en la presencia primitiva de CH4, NH3, 
H2O e H2. 
 
 La presencia de CO2 en las aguas superficiales está afectada por la existencia simbiótica de ALGAS y 
BACTERIAS. 
 
Durante el periodo de luz solar brillante (6AM – 6PM), las reacciones fotosintéticas ocurren a la mayor 
velocidad: el agua se satura de O2 más allá de la capacidad bacteriana para utilizarlo. A su vez, las algas requieren 
más CO2 que el producido por la respiración bacteriana y emplean el CO3-2 con lo cual se disuelve más CO2, 
aumentando la alcalinidad bicarbonato. 
 
 
 
 12 CONCENTRACIÓN DE O2 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 23 
 10 
 8 
 6 
 4 
 2 CONCENTRACIÓN DE CO2 
 0 
 N 6AM M 6PM N 
Figura Nº14: Ciclo del carbono en una laguna de estabilización 
 
Durante la noche, tanto bacterias como algas respiran aumentando la concentración de CO2 y la acidez, CO3H2. Esto 
se esquematiza en el: 
 
 
 
 
 
 
Ciclo del Oxígeno 
 
 
 Intercambio en el agua O2 
 CO2 
 
 O2 CO2 
 CO2 Disolución en el agua O2 
 
 
 
Figura Nº15: Ciclo del oxígeno 
 
El tejido algáceo construido por fotosíntesis es metabolizado por organismos mayores que a su vez producen 
desechos también carbonados. La muerte y descomposición tanto de plantas como animales superiores los 
transforma en alimento de bacterias que reciclan el carbono como metano (las anaeróbicas) o como dióxido de 
carbono (las aeróbicas). Las lagunas facultativas son un ejemplo de lo antedicho: 
 
 
 
 
 
Fotosíntesis 
algácea 
Atmósfera 
O2, CO2 
Respiración 
bacteriana 
O2 Luz Solar 
 
Materia orgánica 
 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura Nº16: Simbiosis en una laguna de estabilización 
 
Como estudiaremos luego, la solubilidad del oxígeno es una función no sólo de la temperatura sino de la 
presión atmosférica del lugar. 
 
Prácticamente todas las aguas naturales tienen un pH entre 6 y 8,2, caracterizado por el siguiente equilibrio: 
CO3H- CO3-2. Si el pH excede de 8,2 y la alcalinidad carbonato aparece, se restablece el equilibrio mediante 
la adición de CO2 procedente de la atmósfera o de la respiración de los organismos acuáticos, este efecto tampón 
puede alterarse por la descarga de desechos industriales. 
 
Ciclo del Carbono 
 
 Productos de desecho y muerte digestión anaerobiaDigestión Descomposición y muerte digestión aerobia oxidación 
 
 
 respiración 
 Respiración combustión completa oxidación 
 
 Fotosíntesis vegetal directa 
 alcalina 
Metabolismo 
animal 
Metabolismo 
vegetal 
Hidratos de 
Carbono, 
(CH2O)n Dominio iónico 
CO3H- CO3-2 
Carbono C0 
Dióxido de 
Carbono, 
CO2, C+4 
Monóxido 
de Carbono 
CO, C+2 
Metano CH4 
Compuestos 
orgánicos de 
C+4 
Fase anaeróbica 
Algas 
Simbiosis 
Fase aeróbica 
Bacterias aerobias 
Algas muertas 
Bacterias muertas 
CO2 
Microorganismos anaerobios 
 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 25 
 neutralización 
Fotosíntesis indirecta ácida 
 
Figura Nº17: Ciclo del carbono 
 
Ciclo del Nitrógeno 
 
 El N es el constituyente principal de la atmósfera pero la molécula N2 es extremadamente inerte y no 
constituye una fuente de N para la mayor parte de los seres vivos. 
 
 Casi todas las plantas superiores, los animales y los microorganismos dependen de N combinado para su 
nutrición. El N combinado como NH3, NO3- o compuestos orgánicos es raro en el suelo y en el agua y su 
concentración es un factor limitante para el desarrollo de los seres vivos. 
 
 El ciclo del nitrógeno es de gran importancia sobre la biosfera y comprende las siguientes etapas: 
 
• Asimilación del N combinado por las plantas: las plantas verdes asimilan el nitrógeno en forma de nitrato 
y de amoníaco. No hay excreción de compuestos nitrogenados: la asimilación de NO3- y NH3 se realiza en 
la medida en que sea necesario. 
• Transformación de N orgánico y formación de amoníaco: los compuestos orgánicos del N sintetizados por 
las plantas sirven de alimento a los animales. Una parte de este nitrógeno permanece como constituyente 
animal y parte es excretada: los invertebrados en forma de amoníaco, reptiles y aves como ácido úrico y 
mamíferos como urea. La urea y el ácido úrico son rápidamente mineralizados por grupos especializados 
de microorganismos. 
 
 Urea Ácido úrico 
 
 
+ H2O 2NH3 + CO2 
 
Cuando una planta o un animal muere sus constituyentes son inmediatamente atacados por los 
microorganismos: parte del N es asimilado y parte liberado en forma de NH3. En anaerobiosis las proteínas 
se pudren y parte del N se convierte en compuestos de olor nauseabundo. 
• Nitrificación: las plantas corrientemente asimilan el N no en la forma reducida NH3 sino en la forma más 
oxidada, es decir, como NO3-. 
La conversión de NH3 a NO3- se realiza en dos etapas merced a dos grupos de microorganismos altamente 
especializados: 
a) de NH3 a NO2- mediante Nitrosomonas sp. 
b) de NO2- a NO3- mediante Nitrobacter sp. 
• Desnitrificación y fijación de nitrógeno: hay numerosas bacterias que pueden utilizar el NO3- como aceptor 
final de H2 en lugar de O2 entre otros el Micrococcus denitrificans (también con el NO2-) y el Thiobacillus 
denitrificans: 2NO3- + 12H+ + 10 e- N2 + 6H2O 
 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 26 
A causa de la denitrificación el suelo es despojado de nitrógeno. Algunos hombres de ciencia piensan que 
este es el origen del nitrógeno atmosférico. Si no hubiese forma de recuperar este N las bacterias 
denitrificantes lo habrían eliminado completamente y no sería posible la vida. 
 
Aunque el N es químicamente inerte para la mayor parte de los microorganismos hay microorganismos 
fijadores de nitrógeno que con su crecimiento compensan aquellas pérdidas. 
Hay dos tipos de fijación de N: 
 
o Fijación simbiótica: es el resultado de la asociación entre las leguminosas (poroto, haba, arveja, 
trébol, soja, alfalfa, etc.) y un género especial, RHIZOBIUM. Los Rhizobium forman nódulos en las 
raíces que presentan un color rosado debido a la presencia de hemoglobina. El mecanismo 
bioquímico de la simbiosis es desconocido. Existe un grado considerable de especificidad anfitrión-
huésped. La simbiosis (del griego “simbiosis”, vida en común, ejemplo: el liquen es la simbiosis 
entre algas y hongos) es una situación de convivencia de la cual tanto uno como el otro simbionte 
sacan provecho de la situación. En este caso, la bacteria suministra nitrógeno a la planta en forma 
de sales solubles en tanto que ésta le proporciona energía en forma de otros compuestos nutritivos 
y un entorno favorable para su crecimiento. Adelantándonos, diremos que los genes responsables 
de la síntesis de enzimas necesarias a la fijación de nitrógeno atmosférico por el Rhizobium son 
diecisiete. Las nuevas técnicas de la Biotecnología estudian las formas de poder transferir estos 
genes a otros vegetales que no los poseen, en particular al trigo, al maíz y al arroz. A la fecha, se ha 
conseguido insertar estos genes en cromosomas de levadura Saccharomyces capaz de vivir en 
ausencia de oxígeno pues los investigadores han determinado que el microclima favorable creado 
por la planta para atraer a las bacterias consiste fundamentalmente en sintetizar una enzima que 
elimina el oxigeno. La ausencia de oxigeno favorece la fijación del nitrógeno. Aunque no se haya 
logrado la expresión de estos genes en la levadura, si de ésta se vuelven a transferir a células 
bacterianas de las que se han extraído, las mismas recuperan la aptitud perdida. Sin embargo, estos 
estudios posibilitarán que en un futuro no lejano, los diecisiete genes puedan incorporarse al 
genoma de la planta. 
o Fijación de N no simbiótica: hay ciertos microorganismos capaces de utilizar el N2 molecular como 
fuente de N: algunas algas azules, los del género Azotobacter, algunos de los Clostridium, algunas 
bacterias reductoras de SO4-2 del genero Desulfovibrio e inclusive el Enterobacter. El 
descubrimiento más importante relativo a la fertilidad del suelo es que Azotobacter exige la 
presencia de Molibdeno en concentraciones de 10-9 Molar (PM: 96). Así, suelos pobres de Australia 
han sido fertilizados agregando algunas decenas de gramos de Mo por hectárea. 
 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 27 
 
 
Figura Nº18: Ciclo del Nitrógeno 
 
 En el cuadro siguiente se presentan los organismos fijadores de nitrógeno. Éstos incluyen bacterias y el alga 
verde-azulada Anabaena azollae que vive en las hojas verdes de la azolla, vegetal acuático como el arroz, 
fertilizando este tipo de cultivo. 
 
 Organismos con vida libre 
Fijadores de 
Nitrógeno 
Clostridium 
pasterianum 
Klebisella 
pneumoniae 
Azotobacter 
vinelandii 
Rhodospirillum 
rubrum 
Algas azules 
(fotosintéticas) 
Organismos 
asociados 
Ninguno 
Libre en el 
suelo, 
asociada al 
hombre y a 
las plantas 
Ninguno Ninguno Ninguno 
Hábitat 
Suelos 
anaeróbicos 
Suelos en 
condiciones 
casi 
anaeróbicas 
Suelos 
aeróbicos 
Aguas 
estancadas 
con escaso 
oxígeno 
Lagunas de 
estabilización 
 
 Organismos en simbiosis 
Fijadores 
de 
Nitrógeno 
Anabaena 
azollae 
Nostoc 
muscorum 
Actinomycetes 
Azospirillum 
lipoferum 
Rhizobium 
trifolii japonicum phaseoli 
Organismo 
asociado 
Azolla 
(vegetal) 
Gunnera 
macrophylla 
(vegetal) 
Casuarina 
Digitaria. 
Cereales 
Trébol Soja Haba 
Hábitat 
En los 
huecos de 
sus hojas 
En los tallos raíces 
En asociación 
en las raíces 
En los nódulos radiculares 
Organismos fijadores de Nitrógeno 
Ciclo del Azufre 
 
 En la materia viva el azufre está siempre en forma reducida. El azufre reducido a SH2 aparece en la biosfera 
como consecuencia de la actividad volcánica. El SH2 es rápida y espontáneamente oxidado. Las plantas aprovechan 
directamente SO4-2. 
 
- Asimilación del Sulfato: microorganismos y plantas verdes asimilan SO4-2 reduciéndolo para incorporarlo a la 
materia celular, como tiol (SH-) por ejemplo. Sólo se asimila lo justo y ningún producto reducido de azufre es 
excretado. 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo vivienteBiotecnología 28 
- Transformación de compuestos orgánicos azufrados y formación de SH2: los compuestos de azufre reducido 
sintetizados por las plantas sirven de alimento a los animales y a los microorganismos. Cuando estos mueren 
el azufre se libera como SH2 por acción de los microorganismos. 
- Formación directa de SH2 a partir de SO4-2: el SH2 puede ser directamente producido a partir de SO4-2 por 
bacterias de los géneros Desulfovibrio y Clostridium (bacterias sulforreductoras) en anaerobiosis estricta. Los 
barros donde se produce esta actividad tienen un olor fétido a SH2 y color negro por acumulación de SFe. 
Algunas zonas costeras contaminadas se encuentran en condiciones de anaerobiosis y esta actividad con 
formación de SH2, muy toxico, es sumamente perjudicial a la vida acuática. 
- Oxidación de SH2 y del azufre: la oxidación de SH2 a S0 o SO4-2 es realizado por las sulfobacterias fotosintéticas 
de SH2 a S0 por acción, entre otras, de los géneros Thiocystis, Thiodycton, Thiopedia, Lamprocystis, 
Chromatium, Beggiatoa y Thiothrix: CO2 + 2SH2 CH2O + H2O + 2S 
- Oxidacion de SH2 y sulfuros a SO4-2: es efectuada por bacterias del género Thiobacillus y la inversa por las del 
género Desulfovibrio. 
 
Sulfobacterias fotosintéticas: Thiocystis, Thiodycton, Thiopedia, Lamprocystis, Chromatium, Beggiatoa, Thiothrix, 
etc. 
 
CO2 + 2SH2 CH2O + H2O + 2S 
 
Thiobacillus: 
 
3CO2 + 2S0 + 5H2O 3CH2O + 4H+ + 2SO4-2 
 
Desulfovibrio y bacterias sulfurreductoras (BSR): 
 
SO4-2 S-2 SH2 
 
El compuesto DMS es disulfuro de metilo y se forma por la descomposición enzimática de 
dimetilsulfoniopropionato (DMSP), un compuesto orgánico muy abundante en los océanos que funciona como una 
especie de regulador osmótico de las algas unicelulares, generalmente individuos de la División Haptophyta, como 
ocurre con Emiliania husleyi. 
 
 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 29 
 
 
Figura Nº19: Ciclo del Azufre 
 
Ciclo del Fósforo 
 
 El P se encuentra como PO4-3 en algunos minerales como la apatita. Su presencia en el agua se debe a la 
descarga de detergentes, fertilizantes y materia fecal. El aporte de P favorece el crecimiento de las algas y termina 
produciendo el fenómeno de EUTROFICACIÓN. 
 
 
 100 
 
 
 
 10 
 
 1 
 
 0,1 
 
 1 10 100 1000 
 
Figura Nº20: Eutroficación de un cuerpo de agua 
MESOTRÓFICA 
OLIGOTRÓFICA 
EUTRÓFICA 
P [g/m3 año] 
Profundidad media (m)/ tiempo de 
retención hidráulica (años) 
Tema Nº2 
Introducción al mundo de los seres vivos – Divisiones del mundo viviente 
 
 
Biotecnología 30 
El término eutroficación, designa el enriquecimiento en nutrientes de un ecosistema. El uso más extendido 
se refiere específicamente al aporte más o menos masivo de nutrientes inorgánicos en un ecosistema acuático. 
Eutrofo se llama a un ecosistema o un ambiente caracterizado por una abundancia anormalmente alta de 
nutrientes (ver gráfico de la página anterior). 
 
La causa de la eutroficación es siempre una aportación de elementos nutritivos de muy diversa procedencia 
(residuos urbanos, industriales, agrícolas,…). De estos nutrientes, los más efectivos son aquellos para los que existe 
una limitación natural, principalmente, el nitrógeno y el fósforo. El primer elemento puede ser extraído de la 
atmósfera por determinados microorganismos quedando en último término el fósforo como principal elemento 
limitante del proceso. 
 
Por norma general, suele encontrarse en las masas de agua unas proporciones estables entre los 
nutrientes. De esta manera, suele aceptarse que la relación entre el carbono, el nitrógeno y el fósforo en estos 
sistemas cumple estas proporciones: 100:15:1 (C:N:P). Esto quiere decir, que por cada unidad de fósforo en las 
masas de agua, existen quince unidades de nitrógeno disponibles, y son cien las unidades de carbono que están 
presentes en el medio. De este razonamiento encontramos que el fósforo se constituye como el elemento limitante 
en los procesos de producción primaria. Cuando se agota todo el fósforo de la masa de agua, los demás elementos 
se encuentran en exceso. Todo nuevo aporte de fósforo al medio va a permitir un nuevo crecimiento vegetal. 
 
En los últimos años las concentraciones de nitrógeno y fósforo en muchos lagos y mares casi se han 
duplicado. La mayor parte les llega por los ríos. En el caso del nitrógeno, una elevada proporción (alrededor del 
30%) llega a través de la contaminación atmosférica. El nitrógeno es más móvil que el fósforo y puede ser lavado a 
través del suelo o saltar al aire por evaporación del amoníaco o desnitrificación. El fósforo es absorbido con más 
facilidad por las partículas del suelo y es arrastrado por la erosión o disuelto por las aguas de escorrentía 
superficiales. 
 
Cuando el aporte de fósforo es alarmante se produce la acumulación de este elemento dentro de las algas 
que lo utilizarán posteriormente para multiplicarse, produciéndose una proliferación vegetal excesiva. Este efecto 
condiciona, además, que el fósforo deje de ser el factor limitante pasando a serlo el nitrógeno, lo que provoca la 
aparición de algas cianofíceas en superficie capaces de fijar dicho elemento a partir del aire atmosférico. 
 
Cuando se da la proliferación de algas, llega un momento en el que el sistema se colapsa y no quedan 
nutrientes disponibles para que las algas sigan desarrollándose. A este hecho hay que unir la proliferación en 
superficie de las cianofíceas, creando una capa superficial que impide la penetración natural de luz y el intercambio 
de oxígeno con la atmósfera. De esta forma, estos organismos no pueden seguir viviendo y mueren. 
El agua se vuelve turbia y verdosa, y aparecen bacterias aerobias que consumen el oxígeno de las aguas para oxidar 
la materia orgánica, la materia vegetal. Esto conlleva una disminución alarmante de los niveles de oxígeno disuelto 
en el sistema acuático y por lo tanto, la muerte de otros seres vivos, como los peces, por asfixia. Se llega, por tanto, 
a condiciones anaerobias y se desarrollan procesos fermentativos de los cuales se origina SH2 (sulfhídrico) y NH3 
(amoníaco), responsables de mal olor en estos sistemas acuáticos. 
 
Los principales efectos que pueden evidenciarse en las masas de agua que se ven afectadas por el 
fenómeno de la eutroficación son: 
• Aumento de la producción y biomasa de los productores primarios (fitoplancton y macrófitas). 
• Modificación de las características de la masa de agua conllevando una pérdida de calidad de la misma, al 
no poderse destinar para el uso normal al que estaba destinada. 
• Sustitución de especies piscícolas deseables por otras menos cotizadas. 
• Producción de toxinas por determinadas algas (dinoflagelados-mareas rojas). 
• Desoxigenación del agua, ocasionando normalmente mortandad de peces. 
• Aumento de los gastos de operación de los sistemas públicos de abastecimiento de agua por problemas de 
sabor y olor. 
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Biotecnología 31 
• Colmatación y obstrucción de los canales de riego por las malas hierbas acuáticas. 
• Reducción de la posibilidad de utilización del agua para fines recreativos debido a los olores producidos 
por la descomposición de las algas. 
• Impedimentos a la navegación debido al crecimiento de densas masas de algas. 
• Pérdidas económicas debidas a la modificación de las especies piscícolas. 
 
 
 
Figura Nº21: Ciclo del Fósforo 
 
El ciclo del fósforo es un ciclo biogeoquímico, describe el movimiento de este elemento en su circulación 
en el ecosistema. 
 
Los seres vivos toman el fósforo, P, en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que mediante 
meteorización se descomponen y liberan los fosfatos. Éstos pasan a los vegetales por el suelo y, seguidamente, 
pasan a los animales. Cuando éstos excretan, los descomponedoresactúan volviendo a producir fosfatos. 
 
Una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lo toman las algas, peces y aves 
marinas, las cuales producen guano, el cual se usa como abono en la agricultura ya que libera grandes cantidades 
de fosfatos; los restos de las algas, peces y los esqueletos de los animales marinos dan lugar en el fondo del mar a 
rocas fosfatadas, que afloran por movimientos orogénicos. 
 
De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para realizar sus funciones 
vitales. Los animales obtienen fósforo al alimentarse de las plantas o de otros animales que hayan ingerido. En la 
descomposición bacteriana de los cadáveres, el fósforo se libera en forma de ortofosfatos (PO4 H3) que pueden ser 
utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfato orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede 
transportar este fosfato a los mantos acuíferos o a los océanos. El ciclo del fósforo difiere con respecto al del 
carbono, nitrógeno y azufre en un aspecto principal. El fósforo no forma compuestos volátiles que le permitan 
Tema Nº2 
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Biotecnología 32 
pasar de los océanos a la atmósfera y desde allí retornar a tierra firme. Una vez en el mar, solo existen dos 
mecanismos para el reciclaje del fósforo desde el océano hacia los ecosistemas terrestres. Uno es mediante las 
aves marinas que recogen el fósforo que pasa a través de las cadenas alimentarias marinas y que pueden devolverlo 
a la tierra firme en sus excrementos. Además de la actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento 
geológico de los sedimentos del océano hacia tierra firme, un proceso medido en miles de años. 
 
El hombre también moviliza el fósforo cuando explota rocas que contienen fosfato. 
 
La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, pero el papel que desempeña es 
vital. Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN. Muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la 
respiración celular están combinadas con el fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación 
de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentra también en los huesos y los dientes de animales, 
incluyendo al ser humano. 
 
La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas. 
 
 La disponibilidad de P, como formas solubles es función del pH del agua: 
 
100 
80 
60 
40 
20 
0 5 6 7 8 9 10 11 
Figura Nº22: Fracción molar de compuestos fosforados en función del pH 
 
Algunas aplicaciones de los ciclos de la materia 
 
1- Viajes interplanetarios: En estas naves se plantea el problema de hacer un ciclo completo de la 
materia ya que es necesario evacuar permanentemente el CO2 y por otra parte asegurar la alimentación. El CO2 y 
el H2O junto a la luz proveniente del Sol o las estrellas sirven a las algas fotosintéticas, éstas, a su vez, de alimento. 
Los excrementos y residuos van al medio de cultivo para algas. La energía necesaria a partir de pilas solares. 
2- Uso industrial de la fotosíntesis; producción de algas como fuente de proteínas: La utilización de 
algas como fuente de proteínas directa para el hombre (contienen hasta 50% de materia seca) no es aún 
aconsejable (por cuestiones culturales, sabor y aspecto y costo económico para cambiarlos). Son poco digeribles 
debido a la existencia de paredes celulares (celulosa y hemicelulosa) resistentes a la acción de las enzimas. Trabajos 
posteriores han demostrado la conveniencia de emplearlos en la alimentación de rumiantes como los bovinos ya 
que los microorganismos de sus rúmenes pueden degradar las paredes celulares. En estas condiciones el costo de 
producción es pequeño y la productividad elevada (como se observa en el cuadro siguiente). Puede utilizarse CO2 
ex−combustión pH alcalino (8,5 – 11) para que el CO3H- asegure el tenor en CO2 independientemente de la presión 
parcial. 1 g/l de materia celular seca requiere: 0,4 g de Carbono, 0,1 g de Nitrógeno y 0,01 g de Fósforo. El 
rendimiento de conversión de la energía luminosa: 4% (débil). Por ello la profundidad no debe ser mayor de 20 cm 
(el crecimiento produce turbidez). 
 
Fracción molar 
PO4H-2 
PO4H2- 
PO4-3 
pH 
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Biotecnología 33 
 
Fuente de proteínas Rendimiento en 
proteínas [kg/ha año] 
Temperatura de 
crecimiento [ºC] 
Proteína bovina 
obtenida [kg/ha año] 
Pastura natural 670 60 
Spirulina platensis 24.300 27 2.180 
Chlorella pyrenoidosa 44.700 30 4.030 
 
3- Fertilización de suelos: Si por acción de Azotobacter la incorporación de N atmosférico puede llegar 
a los 170 kg/ha/año por acción de Rhizobium se llega, para el caso de la alfalfa, hasta 500 kg/ha/año y para la soja 
hasta 200 kg/ha/año. (100 kg de SO4(NH4)2 21 kg de N). 1 kg de inoculante para soja alcanza para 220 
kg de semilla. Este inoculante está constituido de un material de soporte (por ejemplo aserrín) y contiene 1,5 x 109 
bacterias/g. su producción industrial en tanque agitado es promisoria en nuestro país. Medio y condiciones de 
cultivo son objeto de patentes de invención. Un medio apropiado para el aislamiento y cultivo en cajas de Petri es 
el siguiente: 
 
ClNa 0,2 g 
PO4H(NH4)2 0,5 g 
SO4Mg 0,3 g 
SO4Ca 0,1 g 
CO3Ca 0,1 g 
Manitol 10 g 
Agua de levaduras 100 ml * 
Agar 20 g 
Agua destilada 900 ml 
 
*10 g de pan de levadura en 90 ml de agua destilada se autoclavan 30 min a 120ºC y se filtra. 
 
4- USOS Y PERJUICIOS: BACTERIAS DEL AZUFRE: 
 
Lixiviación bacteriana: En los Estados Unidos de América hay al menos dos minas que se sirven de estas bacterias: 
una se halla en Nuevo México (Santa Rita) y otra en Utah (Bingham Canyon). 
 
 
 
Figura Nº23: Biolixiviación de minerales 
 
Se hace una lixiviación bacteriana de minerales pobres de Cobre y Uranio como por ejemplo las piritas. Este 
procedimiento, al parecer se remontaría a la época de los romanos. Las bacterias pertenecientes a los géneros 
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Biotecnología 34 
Thiobacillus thiooxidans (resiste hasta 1 N de SO4H2) y Thiobacillus ferooxidans (resiste elevadas concentraciones 
de Cu y de Fe), en primer lugar realizan la reacción: 
 
8Fe+2 – 8 e- 8Fe+3 
 
Y oxidan la pirita: 
 
S-2 + 4H2O + 8 e- SO4-2 + 8H+ 
 
Se mantiene una elevada acidez. El SCu insoluble pasa a SO4Cu soluble y de éste, el Cu u otros minerales 
como el Uranio, se separan por electrólisis. Participan hasta 106 bacterias por gramo de mena. Los genetistas 
trabajan para aumentar la resistencia de las bacterias a la alta acidez y alta toxicidad de los metales. 
 
Los principales mecanismos involucrados en el proceso de lixiviación bacteriana son: directa e indirecta. 
 
a.- Lixiviación Indirecta: 
 
Dos reacciones importantes mediadas por Thiobacillus ferrooxidans son: 
 
Pirita S2Fe + 3,5 O2 + H2O SO4Fe + SO4H2 (1) 
2SO4Fe + 0,5 O2 + SO4 H2 (SO4)3 Fe2 + H2O (2) 
 
El sulfato férrico es un oxidante fuerte capaz de disolver una amplia variedad de minerales sulfurados. La 
lixiviación con (SO4)3 Fe2 recibe el nombre de lixiviación indirecta porque se realiza en ausencia de oxígeno o de 
bacterias y, es responsable de la disolución o lixiviación de varios minerales sulfurados de cobre de importancia 
económica: 
Calcopirita S2CuFe+ 2(SO4)3 Fe2 SO4Cu + 5SO4Fe + 2 Sº (3) 
Calcocita SCu2 + 2(SO4)3Fe2 2SO4Cu + 4 SO4Fe + 2 Sº (4) 
 
El mecanismo de lixiviación indirecta depende de la regeneración biológica del sulfato férrico (reacción 2). 
El azufre (Sº) generado en las reacciones 3 y 4 puede ser convertido en ácido sulfúrico (SO4H2) por Thiobacillus 
ferrooxidans según: 
 
2 Sº + 3O2 + 2 H2O 2 SO4H2 (5) 
 
Este ácidosulfúrico, así generado, mantiene el pH del sistema a niveles favorables para el desarrollo de la 
bacteria. 
 
b.- Lixiviación Directa: 
 
Las bacterias ferrooxidantes también pueden lixiviar sulfuros metálicos directamente sin la participación 
del sulfato férrico producido biológicamente. El proceso se describe en la siguiente reacción: 
SM + 2 O2 SO4M (6) 
donde M representa un metal bivalente. 
bacteria 
Pirita 2S2Fe + H2O + 7,5 O2 (SO4)3Fe2 + SO4H2 (7) 
bacteria 
Calcopirita 2 S2CuFe + 8,5 O2 + SO4H2 2SO4Cu + (SO4)3Fe2+ H2O (8) 
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Biotecnología 35 
 
 
Figura Nº24: Mecanismos directo e indirecto de la acción bacteriana 
 
Corrosión microbiológica: Consiste en el ataque microbiano sobre un conducto con líquido que contiene partículas 
que sedimentan. 
 
 Si se trata de un conducto de asbesto-cemento como los desagües cloacales antiguos, los iones SO4-2 
pueden provenir del barro que se deposita en el fondo del conducto o bien del material mismo de la conducción. 
Las bacterias sulforreductoras como por ejemplo desulfovibrio, transforman estos sulfatos en SH2, que al pasar a 
estado gaseoso se desprende y atraviesa el líquido. En los puntos indicados en el esquema se forman 
condensaciones, es decir, en la parte superior y en las interfases líquido-aire. El SH2 aquí depositado por medio de 
bacterias como desulfovibrio es oxidado a SO4H2, produciendo puntos de corrosión que atacan el material, 
debilitándolo al extremo de producir su rotura en esos puntos, asimismo, en la base del conducto el SO4H2 lo corroe 
produciendo en muchas ocasiones su colapso. 
 
 El siguiente esquema describe esta situación: 
 
 
 
Figura Nº25: Corrosión de tubos cloacales de fibrocemento 
 
 Los microorganismos tienen la capacidad de modificar por diferentes acciones bioquímicas la estructura 
fisicoquímica de la materia. Las aleaciones fueron diseñadas para tolerar la acción microbiológica de 
transformación fisicoquímica. Sin embargo, los microorganismos estimulados por el ambiente pueden 
desestabilizar la aleación debido a los diversos mecanismos bioquímicos que poseen para ello. 
 
 En un conducto de la industria petrolera generalmente circulan los fluidos a alta presión, lo que haría 
imposible el desarrollo de los microorganismos, sin embargo, al formarse depósitos de sedimentos éstos sirven 
como protección ante las difíciles condiciones de vida. Las bacterias se desarrollan entre el metal y los sedimentos 
y comienzan a crecer, actúan anaerobias como las del género Desulfovibrio que transforman los sulfatos en SH2, 
luego actúan las bacterias del género Thiobacillus que transforman el SH2 en SO4H2, que es el principal responsable 
Desulfovibrio 
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Biotecnología 36 
de la corrosión del conducto (proceso llamado pitting). Actualmente este problema puede solucionarse inyectando 
en la tubería productos llamados biocidas que impiden el desarrollo de estos molestos microorganismos, el 
inconveniente es que aumenta el costo de la explotación y el agua sobrante de este uso (generalmente para la 
recuperación secundaria de petróleo), al ser volcada al terreno destruye los microorganismos del suelo que sirven 
para degradar los contaminantes que arrastra, como por ejemplo los restos de petróleo.