Biologia de los microorganismos (1057)

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E C O S I S T E M A S M I C R O B I A N O S 661
U
N
ID
A
D
 4
La concentración de oxígeno en los ríos y cursos de agua tam-
bién es un dato interesante, especialmente en aquellos cursos 
que reciben aportes de materia orgánica procedente de la con-
taminación urbana, agrícola o industrial. Incluso en un río bien 
mezclado por causa del flujo rápido y las turbulencias, grandes 
aportes de materia orgánica pueden provocar un acusado défi-
cit de oxígeno a causa de la respiración bacteriana (Figura 19.17a). 
A medida que el agua se aleja de la fuente del aporte, por ejem-
plo en un aporte procedente de aguas residuales, la materia 
orgánica se consume gradualmente y el contenido de oxígeno 
vuelve a los niveles previos. Al igual que en los lagos, los aportes 
de nutrientes procedentes de aguas residuales y otros contami-
nantes a ríos y cursos de agua pueden provocar proliferaciones 
masivas de cianobacterias y algas (Figura 19.1) y plantas acuá-
ticas (Figura 19.17b), lo cual disminuye la calidad general del 
agua y empeora las condiciones de crecimiento para los anima-
les acuáticos.
Demanda bioquímica de oxígeno
La capacidad microbiana de consumir oxígeno que tiene una 
masa de agua es su demanda bioquímica de oxígeno (DBO). 
Para determinar la DBO del agua se toma una muestra, se airea 
bien para saturar el agua con oxígeno disuelto, se introduce en 
una botella sellada, se incuba en oscuridad (normalmente 5 días 
de agua. La materia orgánica que no se consume en las capas 
superficiales se hunde a las zonas más profundas y es descom-
puesta por los anaerobios (Figura 19.2). Los lagos pueden con-
tener grandes cantidades de materia orgánica disuelta, ya que 
los nutrientes inorgánicos procedentes del agua de escorrentía 
de la zona circundante pueden desencadenar la proliferación de 
algas y cianobacterias; estos organismos normalmente excre-
tan diversos compuestos orgánicos, y también liberan com-
puestos orgánicos al morir y descomponerse. La combinación 
de la estratificación de la masa de agua a principios de verano, 
la gran carga de materia orgánica y la limitada transferencia de 
oxígeno ocasiona el agotamiento del oxígeno en las aguas del 
fondo (Figura 19.16), lo que las convierte en inhabitables para 
los organismos aerobios como las plantas y los animales.
El ciclo de recambio anual permite que las aguas profundas 
de un lago pasen de óxicas a anóxicas, y que luego vuelvan a 
ser óxicas. Con estos cambios en el contenido de oxígeno se 
alteran la actividad microbiana y la composición de la comuni-
dad, pero otros factores que acompañan el recambio otoñal de 
la columna de agua, especialmente los cambios de temperatura 
y concentración de nutrientes, determinan también la diversi-
dad y la actividad microbiana. Si la materia orgánica escasea, 
como ocurre en los lagos cristalinos o en mar abierto, es posible 
que el sustrato disponible para que los quimioorganótrofos pue-
dan consumir todo el oxígeno sea insuficiente. Los microorga-
nismos que predominan en estos ambientes son normalmente 
oligótrofos, organismos adaptados a crecer en condiciones de 
gran dilución (Sección 19.11). Alternativamente, donde hay 
fuertes corrientes o hay turbulencias debidas a la mezcla pro-
vocada por el viento, la columna de agua puede estar bien mez-
clada y, en consecuencia, el oxígeno puede alcanzar las capas 
más profundas.
Figura 19.16 Desarrollo de condiciones anóxicas en un lago 
templado a causa de la estratificación estival. Las aguas más frías del 
fondo son más densas y contienen H
2
S procedente de la reducción bacteriana 
de sulfato. La termoclina es la zona de cambio rápido de la temperatura. 
Cuando las aguas superficiales se enfrían en otoño y a principios de invierno, 
alcanzan la temperatura y densidad de las aguas del hipolimnion y se hunden, 
de manera que desplazan las aguas del fondo y se produce un recambio en 
el lago. Datos de un pequeño lago de agua dulce en el norte de Wisconsin 
(EE. UU.).
0
6
8
10
12
14
16
4
2
P
ro
fu
n
d
id
a
d
 (
m
)
0 6 8 1042 12 O2 (mg/l)
0 1 42 3 5 6 H2S (mg/l)
0 4 8 12 16 20 24 Temp (°C)
H2S
Hipolimnion
Termoclina
Temperatura
Epilimnion
O2
Superficie
del lago
Sedimentos
Figura 19.17 Efecto de la entrada de aguas residuales ricas en 
materia orgánica en los sistemas acuáticos. (a) En un río, cuando se 
produce un pico de materia orgánica aumenta el número de bacterias 
y disminuye la concentración de O
2
. El aumento del número de algas y 
cianobacterias es una respuesta a los nutrientes inorgánicos, especialmente 
PO
4
3–. (b) Fotografía de un lago eutrófico (rico en nutrientes), el lago Mendota 
de Madison (Wisconsin, EE. UU.), que muestra la proliferación de algas, 
cianobacterias y plantas acuáticas en respuesta al aumento de nutrientes 
procedentes de vertidos agrícolas. (Véase también la Figura 19.1).
O2
O2
Bacterias,
carbono orgánico y DBO
Algas
y cianobacterias
NO3
–
NH4
+ and PO4
3–
Distancia corriente abajo
Entrada
(aguas
residuales,
otros
vertidos)
(a)
(b)
T.
 D
. 
B
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