Biologia de los microorganismos-1068 (1253)

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Cultivando lo no cultivadoEXPLORANDO EL 
MUNDO MICROBIANO
L
os ecólogos en general hablan de dos 
categorías de nichos ecológicos, el ni-
cho fundamental y el nicho efectivo. 
El nicho fundamental se refiere a la variedad 
de entornos en los que una especie sobrevi-
virá mientras los recursos no estén limitados 
como ocurriría como resultado de la com-
petencia con otras especies. Por otra parte, 
el nicho efectivo abarca los entornos natura-
les que permiten la supervivencia de una es-
pecie que se enfrenta a factores como la li-
mitación de los recursos, la depredación y la 
competencia con otras especies. Esta dis-
tinción entre nichos fundamentales y efecti-
vos nos da una pista acerca de por qué al-
gunos microorganismos son tan difíciles de 
aislar de su entorno.
El establecimiento en el laboratorio de 
unas condiciones que estén dentro de las del 
nicho fundamental será suficiente para man-
tener a un organismo en un cultivo axénico, 
pero es muy probable que dichas condicio-
nes no sean adecuadas para enriquecer se-
lectivamente esta especie cuando tenga que 
competir con otros organismos presentes en 
el inóculo de muestra. Puesto que se desco-
noce el nicho efectivo de la mayor parte de 
los microorganismos, existe un interés cre-
ciente por desarrollar métodos de cultivo de 
alto rendimiento, usando la robótica para es-
tablecer muchos intentos de cultivo en para-
lelo. Los métodos de alto rendimiento per-
miten la investigación simultánea de muchas 
condiciones de crecimiento alternativas en 
quizás la mayoría, están adaptados a con-
centraciones extremadamente bajas de nu-
trientes, y son inhibidos por las concentra-
ciones utilizadas para el crecimiento de los 
organismos estudiados habitualmente en el 
laboratorio. Además, otros muchos depen-
den de complejas relaciones interespecíficas 
que no pueden sustituirse con un medio de 
crecimiento definido. Así pues, los métodos 
de alto rendimiento son la opción más ade-
cuada para ofrecer diversas combinaciones 
de recursos con las que descubrir el conjun-
to que fomenta mejor el cultivo de labora-
torio de los organismos más interesantes y 
ecológicamente relevantes de la naturaleza.
Los métodos que no están basados en 
técnicas de cultivo han identificado cerca de 
cincuenta grandes divisiones (fílos) solamen-
te en el dominio Bacteria. Sorprendentemen-
te, en 1987 tan solo se conocían doce fílos. 
Entre las principales divisiones bacterianas 
identificadas hasta el momento, únicamen-
te la mitad tienen organismos que han sido 
cultivados. Además, incluso cuando existen 
cultivos de una división determinada, gene-
ralmente son pocos, de manera que no re-
presentan toda la diversidad filogenética den-
tro del grupo. Por tanto, el reto de obtener 
cultivos representativos es una cuestión tan-
to de amplitud (obtener al menos un miem-
bro de cada división) como de profundidad 
(conseguir una colección de cultivos que 
abarque la diversidad filogenética de cada 
división). La representación relativamente 
pobre de la diversidad natural de las bacte-
rias en las colecciones de cultivos actuales 
( Figura 15.1) también se aplica a los eu-
cariotas microbianos y a las arqueas. No 
obstante, esta situación no representa un 
gran problema, ya que supone una gran 
oportunidad para una nueva generación de 
microbiólogos interesados en la diversidad 
microbiana. Hoy en día contamos con el co-
nocimiento y la tecnología necesarios para 
explorar más a fondo la increíble diversidad 
de la vida microbiana a través de los análisis 
basados en las técnicas de cultivo.1
1Rappé, M.S., S.A. Connon, K.L. Vergin, y S.J. 
Giovannoni, 2002. Cultivation of the ubiquitous 
SAR11 marine bacterioplankton clade. Nature 
418: 630-633.
un intento por replicar el nicho efectivo o, al 
menos, permitir al organismo que ocupe su 
nicho fundamental liberándolo de la compe-
tencia. Esta última estrategia es la más habi-
tual, ya que son necesarios menos medios 
para sustentar el crecimiento.
Los métodos para recoger y depositar 
una sola célula en medios nutritivos están 
bien desarrollados, incluidos los métodos 
de dilución establecidos, así como las apli-
caciones más recientes de clasificación ce-
lular por citometría de flujo y las pinzas de 
láser. Cuando el cultivo de alto rendimiento 
se une a las sondas moleculares para de-
tectar el crecimiento de organismos nue-
vos identificados previamente por métodos 
que no están basados en el cultivo (Sec-
ción 18.5), cada vez se obtiene más éxito 
en el aislamiento de algunas bacterias inte-
resantes de la mayoría que hay sin cultivar 
en la naturaleza. De hecho, este método ge-
neral se utilizó para el aislamiento de uno de 
los organismos más abundantes de la Tie-
rra, Pelagibacter ubique (Figura 1)1. Como 
se explica en la Sección 19.10, esta bacte-
ria es una especie de bacteriopláncton ma-
rino (células bacterianas suspendidas) muy 
competente que medra en la reserva diluida 
de materia orgánica presente en el océano.
En cada cultivo es necesaria paciencia y 
dedicación, ya que el descubrimiento de or-
ganismos de crecimiento lento o durmientes 
puede llevar meses de incubación. También, 
muchos microorganismos en la naturaleza, 
Figura 1 Esquema metodológico del cultivo
de alto rendimiento de microorganismos 
no cultivados previamente. El método que 
se muestra se utilizó para aislar Pelagibacter 
ubique, una de las bacterias más abundantes de 
la Tierra. Tras la adición de agua marina filtrada y 
concentraciones bajas de nutrientes a los pocillos 
individuales se obtuvieron cultivos axénicos de 
Pelagibacter y otras bacterias nuevas.
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