Biologia de los microorganismos-1068 (1317)

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648 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
Por ejemplo, las raíces de las plantas están colonizadas intensa-
mente por las bacterias del suelo que viven gracias a los exuda-
dos vegetales, como se pone de manifiesto cuando se utilizan 
colorantes fluorescentes (Figura 19.4a).
Prácticamente cualquier superficie natural o artificial 
expuesta a microorganismos será colonizada. Por ejemplo, se 
han usado portaobjetos de microscopio como superficies expe-
rimentales a las que los microorganismos se pueden unir y 
crecer. Un portaobjetos se puede sumergir en un hábitat micro-
biano durante un período de tiempo y después retirarse y exa-
minarse al microscopio (Figura 19.4b). En estas superficies se 
forman rápidamente agrupaciones de unas pocas células, llama-
das microcolonias, que se desarrollan a partir de una sola célula 
colonizadora, de manera muy similar a como lo hacen sobre las 
superficies naturales en la naturaleza. De hecho, se ha utilizado 
el examen periódico al microscopio de los portaobjetos sumer-
gidos para medir la velocidad de crecimiento de organismos que 
viven adheridos a superficies en la naturaleza. La colonización 
de una superficie puede ser escasa, formada solo por microcolo-
nias e invisible a simple vista, o estar formada por tantas células 
que la acumulación microbiana se hace visible como, por ejem-
plo, en la taza de un inodoro estancado. El crecimiento sobre 
superficies puede ser especialmente problemático en el ámbito 
hospitalario, donde la colonización microbiana de dispositi-
vos permanentes como catéteres o sondas intravenosas puede 
causar infecciones graves. En algunos ambientes extremos que 
carecen de pequeños animales que se alimentan de microorga-
nismos fijados al sustrato (por ejemplo las fuentes hidroterma-
les), la acumulación microbiana en una superficie puede llegar 
a tener un espesor de muchos centímetros. Estas acumulacio-
nes, llamadas tapetes microbianos, con frecuencia contienen 
grupos muy complejos, pero muy estables, de microorganismos 
fotótrofos, autótrofos y heterótrofos (Sección 19.5).
Biopelículas
A medida que las células bacterianas crecen sobre superficies, 
normalmente van formando biopelículas, agrupaciones de 
células bacterianas adheridas a una superficie y embebidas en 
una matriz adhesiva formada por excreciones celulares y restos 
de células muertas (Figura 19.5). La matriz es normalmente una 
mezcla de polisacáridos, proteínas y ácidos nucleicos que unen 
las células entre sí. Las biopelículas atrapan los nutrientes para 
Estas velocidades de crecimiento más lentas en la naturaleza 
que en el laboratorio reflejan que: 1) los recursos y las condicio-
nes de crecimiento (Tabla 19.1) son con frecuencia subóptimos; 
2) la distribución de los nutrientes en el hábitat microbiano no
es uniforme; y 3) excepto en casos raros, los microorganismos
en la naturaleza crecen en poblaciones mixtas y no en cultivos
axénicos. Un organismo que crece rápidamente en un cultivo
axénico puede hacerlo mucho más lentamente en un ambiente
natural en el que debe competir con otros organismos que pue-
den estar mejor adaptados a los recursos y las condiciones de
crecimiento disponibles.
Competencia y cooperación microbianas
La competencia entre microorganismos por los recursos en 
un hábitat puede ser intensa, y el resultado depende de diver-
sos factores, como la tasa de captación de nutrientes, las tasas 
metabólicas inherentes y, en última instancia, la velocidad de 
crecimiento. Un hábitat típico contiene una mezcla de especies 
diferentes (Figuras 19.1 y 19.2), y la densidad de cada población 
depende de cuánto se parezca su nicho a su nicho efectivo.
Algunos microorganismos colaboran entre sí para llevar a 
cabo transformaciones que no podrían realizar solos (un pro-
ceso denominado sintrofia), y estas asociaciones microbianas 
son especialmente importantes en el ciclo anóxico del carbono 
( Secciones 13.15 y 20.2). También observamos cooperación 
metabólica en las actividades de organismos que llevan a cabo 
metabolismos complementarios. Por ejemplo, anteriormente 
hemos estudiado las transformaciones metabólicas realizadas 
por dos grupos distintos de organismos, como los procario-
tas nitrificantes ( Secciones 13.10, 14.13 y 16.6). Asocia-
dos, los procariotas nitrificantes oxidan el amoniaco (NH
3
) 
a nitrato (NO
3
–), aunque ni los oxidadores de amoniaco (con 
representantes tanto bacterianos como arqueanos) ni las bac-
terias oxidadoras de nitrito son capaces de hacerlo por sí solos. 
Puesto que el nitrito (NO
2
–), que es el producto de los microor-
ganismos oxidadores del amoniaco, es el sustrato de las bacte-
rias oxidadoras de nitrito, en el medio natural los dos grupos 
de organismos suelen vivir en estrecha asociación dentro de su 
hábitat ( Figura 18.11).
MINIRREVISIÓN
 ¿Qué características definen el nicho efectivo de un 
microorganismo concreto?
 ¿Por qué muchos grupos de microorganismos fisiológicamente 
diferentes pueden vivir en un solo hábitat?
19.4 Superficies y biopelículas
Las superficies son hábitats microbianos importantes, porque 
normalmente ofrecen mayor acceso a los nutrientes, protección 
frente a los depredadores y las alteraciones fisicoquímicas, y un 
medio para que las células puedan permanecer en un hábitat 
favorable y no sean arrastradas por la corriente. Además, el flujo 
a través de una superficie colonizada aumenta el transporte de 
nutrientes a la superficie y aporta así más recursos que los que 
existen para las células planctónicas, que viven flotando en el 
mismo ambiente. Una superficie también puede ser otro orga-
nismo o un nutriente, como una partícula de materia orgánica. 
Figura 19.4 Microorganismos sobre superficies. (a) Micrografía
de fluorescencia de una comunidad microbiana natural que vive sobre las 
raíces de plantas en el suelo y teñida con naranja de acridina. Obsérvese 
el desarrollo de microcolonias. (b) Microcolonias bacterianas en desarrollo 
sobre un portaobjetos que se sumergió en un río. Las partículas brillantes son 
materia mineral. Las células, en forma de bacilos cortos, tienen unos 3 μm de 
largo.
(b)(a)
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Microcolonias
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	Capítulo 19 Ecosistemas microbianos
	19.4 Superficies y biopelículas
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