Biologia de los microorganismos-1068 (1241)

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610 E C O L O G Í A M I C R O B I A N A Y M I C R O B I O L O G Í A A M B I E N T A L
Con este capítulo empezamos una nueva unidad, dedicada a los 
microorganismos en su hábitat natural. En el Capítulo 1 apren-
dimos que las comunidades microbianas están formadas por 
poblaciones de células que viven en asociación con otras pobla-
ciones en la naturaleza. La ciencia de la ecología microbiana se 
centra en estudiar cómo se juntan las poblaciones microbianas 
para formar comunidades, y cómo interaccionan estas comuni-
dades entre sí y con su ambiente.
Los componentes principales de la ecología microbiana son 
la biodiversidad y la actividad microbiana. Para estudiar la bio-
diversidad, la ecología microbiana debe identificar y cuantificar 
los microorganismos en su hábitat. Saber cómo hacerlo suele 
resultar útil también para aislar organismos de interés, que es 
otro de los objetivos de la ecología microbiana. Para estudiar la 
actividad microbiana, los ecólogos microbianos deben medir 
los procesos metabólicos que los microorganismos realizan 
en su hábitat. En este capítulo estudiaremos métodos moder-
nos para evaluar la diversidad y la actividad microbianas. En el 
Capítulo 19 describiremos los principios básicos de la ecología 
microbiana y examinaremos los tipos de ambiente en los que 
habitan los microorganismos. Los Capítulos 20, 21 y 22 com-
pletarán nuestro tratamiento de la ecología microbiana con una 
visión de los ciclos de nutrientes, la microbiología aplicada y la 
función de los microorganismos en las asociaciones simbióticas 
con formas de vida superiores.
Empezaremos con la caja de herramientas del ecólogo 
microbiano, que comprende una colección de instrumentos 
muy eficaces para analizar la estructura y el funcionamiento 
de las comunidades microbianas en relación con su hábitat 
natural.
I Análisis de las comunidades microbianas basados en técnicas 
de cultivo
La inmensa mayoría de los microorganismos, más del 99 %de todas las especies, nunca se ha cultivado en el labora-
torio. El reconocimiento de esta realidad, a partir de estudios 
de la diversidad molecular (Secciones 18.3-18.7) de los hábi-
tats microbianos, ha impulsado el desarrollo de nuevos méto-
dos para seleccionar especies microbianas concretas —es decir, 
aislarlas— para establecer cultivos axénicos (puros). Cultivar 
un microorganismo sigue siendo la única manera de caracte-
rizar completamente sus propiedades y predecir su influencia 
en el ambiente.
En la primera parte de este capítulo trataremos el método de 
enriquecimiento, forma útil y consagrada para aislar microor-
ganismos del medio natural, pero con limitaciones. El enri-
quecimiento se basa en el cultivo en un medio selectivo, y las 
herramientas y los métodos utilizados para ello reciben el nom-
bre colectivo de análisis basados en técnicas de cultivo. Como 
veremos, la robótica ha supuesto un progreso considerable en el 
cultivo de los microorganismos más escurridizos de las pobla-
ciones naturales, puesto que ha permitido establecer grandes 
cantidades de cultivos de enriquecimiento que se pueden moni-
torizar con herramientas moleculares. En las partes segunda y 
tercera del capítulo estudiaremos los análisis que no están basa-
dos en técnicas de cultivo, técnicas que nos pueden dar mucha 
información acerca de la estructura y la función de las comuni-
dades microbianas sin necesidad de cultivar los microorganis-
mos en el laboratorio. En la parte final del capítulo hablaremos 
de métodos para medir la actividad microbiana en la naturaleza 
y vincularlos a organismos específicos.
18.1 Enriquecimiento
Para preparar un cultivo de enriquecimiento se utiliza un 
medio determinado y un conjunto de condiciones de incuba-
ción que sean selectivas para el organismo en cuestión, y con-
traselectivas para el resto. Los cultivos de enriquecimiento 
eficaces reproducen en la medida de lo posible los recursos y las 
condiciones de un nicho ecológico concreto. Se han diseñado 
literalmente cientos de estrategias de enriquecimiento diferen-
tes, y en las Tablas 18.1 y 18.2 se ofrece un resumen de algunas de 
las que han tenido éxito.
Inóculos
Para que un enriquecimiento tenga éxito es necesario preparar 
un inóculo adecuado que contenga el organismo de interés. Por 
tanto, la elaboración de un cultivo de enriquecimiento empieza 
con la recogida de una muestra de un hábitat apropiado, que 
sirva como inóculo (Tablas 18.1 y 18.2). Los cultivos de enrique-
cimiento se establecen colocando el inóculo en un medio selec-
tivo e incubándolo en condiciones específicas. De esta manera 
se pueden aislar muchos procariotas comunes. Por ejemplo, 
el gran microbiólogo holandés Martinus Beijerinck, que con-
ceptualizó la técnica del cultivo de enriquecimiento ( Sec-
ción 1.9), utilizó este tipo de cultivos para aislar por primera vez 
la bacteria fijadora de nitrógeno Azotobacter (Figura 18.1). Azo-
tobacter es una bacteria de crecimiento rápido, capaz de fijar el 
nitrógeno molecular del aire ( Sección 3.17), de modo que el 
enriquecimiento con medios carentes de nitrógeno fijado, como 
amoniaco o nitrato, y la incubación en aire resultan muy selec-
tivos para esta bacteria y sus parientes cercanos. Las bacterias 
que no fijan nitrógeno y las fijadoras de nitrógeno anaerobias 
son contraseleccionadas mediante esta técnica.
Resultados de los cultivos de enriquecimiento
Para que los cultivos de enriquecimiento funcionen es necesa-
rio poner atención tanto en el medio de cultivo como en las con-
diciones de incubación. Es decir, que los recursos (nutrientes) y 
las condiciones (temperatura, pH, condiciones osmóticas, etc.) 
deben imitar las del hábitat para tener las mayores posibilida-
des de obtener el organismo que interesa ( Tabla 19.1). Algu-
nos cultivos de enriquecimiento no producen ningún resultado; 
esto puede deberse a que el organismo capaz de crecer en las 
condiciones de enriquecimiento especificadas no se encuen-
tra en el hábitat. Por otro lado, aunque el organismo de inte-
rés exista en el hábitat del que se ha obtenido la muestra, es 
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