REVISTA DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA Y TECNOLÓGICA DE LA UNIVERSIDAD VERACRUZANA
Septiembre-Diciembre 2016
ALEXITIMIA

¿VERDADES HISTÓRICAS?

EL MAL DEL MUNDO MODERNO

LA CLAVE DE LA EVOUCIÓN HUMANA

LA DIVERSIDAD MICROBIANA (NECESARIA Y PELIGROSA)

BACTERIAS DEL SUELO: USO POTENCIAL EN LA BIODEGRADACIÓN DE HIDROCARBUROS

EL GUSANO PRODUCTOR DE SEDA

EL BARREDOR DE LAS MILIÁCEAS (UN PROBLEMA FORESTAL)

LAS CALATOLAS EN MÉXICO

LOS ÁRBOLES AL SERVICIO DEL AMBIENTE

MÁS ALLÁ DE UNA LÍNEA DE ÁRBOLES

RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO

VERMICOMPOSTAJE EN CASA: RECICLADO DE RESIDUOS ORGÁNICOS

LA RESTITUCIÓN DE MARTINE DE BERTEREAU PIONERA DE LA GEOLOGÍA ECONÓMICA

EL MEDIO AMBIENTE: MEDALLA DE ORO EN JUEGOS OLÍMPICOS

Contenido

 
ECOLOGÍA Y CONSERVACIÓN

LA DIVERSIDAD MICROBIANA
(NECESARIA Y PELIGROSA)

RAYMUNDO TORRES MORENO

Las bacterias y arqueas constituyen gran parte de la biomasa existente y se han adaptado de forma extraordinaria a todos los ambiente.

Conocer algunos de los grupos más relevantes de procariotas es, además de interesante, útil para comprender cómo funciona el mundo que nos rodea.
Los organismos más simples son los más abundantes y diversos en el planeta Tierra. Existen los conformados incluso por una sola célula, que es la unidad estructural básica de los seres vivos. Entre los organismos unicelulares encontramos a las bacterias y arqueas, que constituyen gran parte de la biomasa existente y se han adaptado extraordinariamente a todos los ambientes, desde el fondo del mar hasta el interior del cuerpo humano, razón por la cual su estudio taxonómico es de vital importancia para diversas áreas del desarrollo humano: médica, alimenticia, energética, ecológica, por mencionar algunas.
Los seres pertenecientes a los dominios o reinos bacteria y arquea, también llamados procariotas, se caracterizan por constar de una sola célula, así como por la ausencia de un núcleo que encapsule su DNA, lo cual los diferencia de las células animales y vegetales, llamadas eucariotas, que presentan un núcleo formal. Estos dos dominios, a pesar de ser muy parecidos, se distinguen debido a su química estructural y metabólica bastante distanciada, siendo los arqueas más parecidos a las células eucariotas que a las bacterianas.
Una de las diferencias entre procariotas y eucariotas radica en que los primeros no presentan una verdadera reproducción sexual, de modo que no se pueden considerar poblaciones sexualmente aisladas. Teniendo eso en cuenta, una especie procariota se define como una colección de cepas (cultivos puros de organismos) que presentan alto grado de semejanza en una serie de rasgos independientes.
Las características que permiten clasificar a los procariotas como especie son determinadas por distintos métodos, en su mayoría pertenecientes a la microscopía, pero también se emplea el cultivo en medios selectivos, la tinción, el análisis de la secuencia de rna, entre otros. Sin embargo, hay que considerar que dicha clasificación siempre es susceptible al cambio, debido a pequeñas mutaciones genéticas que pueden causar confusión al momento de identificar algún organismo, sobre todo en las clases inferiores.
Al tratarse de grupos tan extensos no se ha logrado conocer ni estimar la totalidad de las especies procariotas existentes, pero ya se tienen registradas cerca de 7 mil y se considera que podrían existir de 100 mil a 1 millón o más distribuidas en los reinos bacteria y arquea; lo que sí se tiene por cierto, es que juntos contienen cerca de 82 phylum (o filos), rango taxonómico que sigue a los reinos y se sitúa por encima de las clases.
Cabe destacar que ninguna taxonomía existe por sí sola en la naturaleza, sino que surge de la necesidad de ordenar los organismos que el hombre conoce para facilitar su estudio. Es necesario mencionar, al respecto, que el presente artículo está basado en la clasificación propuesta en el Manual de Bacteriología Sistemática de Bergey.
A continuación se presenta una breve descripción de algunos de los grupos de procariotas más estudiados y de mayor interés; se revisan sus características, así como su importancia ecológica, médica y tecnológica.

DOMINIO BACTERIA
Se trata del dominio más amplio de los procariotas, en el cual se reconocen más de 80 phylum, dentro de los cuales se encuentran organismos muy variados, como habitantes comunes de la flora intestinal, algas verdes y azules, y organismos quimiolitótrofos (que pueden utilizar compuestos inorgánicos como fuentes de energía).

Proteobacterias. Como el phylum más extenso y metabólicamente diverso de entre todas las bacterias, éste cuenta con especies quimiolitótrofas, quimioorganótrofas (que utilizan compuestos orgánicos como fuente de energía) y fotótrofas (utilizan la luz solar para producir energía), por lo cual gran parte de las bacterias de interés médico, industrial y agrícola se ubican en él.
Clasificados como proteobacterias, podemos encontrar organismos del género Pseudomonas, habitantes comunes del suelo y algunas parásitas de plantas y animales que han sido estudiados sobre todo debido a su capacidad de degradar compuestos sintéticos como pesticidas, además por ser causantes de enfermedades en el humano, como la fibrosis quística e infecciones del tracto urinario, y provocar la podredumbre en algunas plantas. Otras bacterias importantes son las habitantes del ácido acético y las encontradas en bebidas alcohólicas como cerveza, sidra y vino, las cuales se utilizan en la transformación del alcohol en vinagre. En contraparte, existen bacterias patógenas pertenecientes al mismo grupo de las proteobacterias, como las del género Neisseria, causantes de enfermedades graves como la gonorrea y otras infecciones.
Por su parte, el grupo de las enterobacterias es de gran importancia médica debido a su estrecha relación con el humano y sus afectaciones a éste. Ha sido bien estudiado, por ejemplo, el género Escherichia, habitante muy común en el intestino humano, que produce vitamina K, la cual se utiliza para sintetizar proteínas necesarias para la coagulación de la sangre y la fijación del calcio en los huesos, sin embargo, existen algunas cepas patógenas que provocan comúnmente diarrea y fiebre. Este género también es utilizado para biotecnología debido a su fácil cultivo y manejo, siendo de los más estudiados. Otros géneros como Salmonella, Shigella y Enterobacter son muy patógenos para el hombre, produciendo tifoidea, gastroenteritis e infecciones urinarias.
Es necesario mencionar que los anteriores son sólo unos cuantos grupos de proteobacterias, sin embargo, existen gran variedad de géneros y especies que han sido poco estudiados.

Bacterias gram-positivas. Estas bacterias deben su nombre a un método de coloración desarrollado por Christian Gram, en el cual al retener la mancha violeta de tinción se demuestra que cuentan con una pared celular que las hace más resistentes a medios en los que puede ser difícil que se desarrollen, por lo que son organismos que podemos encontrar en muchos lugares, como en nuestro propio cuerpo, en la comida, en los lagos, etcétera.
Algunas de las más importantes dentro de este phylum son parte de los géneros Staphylococcus y Streptococcus; habitan comúnmente en el ser humano, ya sea en la piel, mucosas o tracto intestinal. Algunas de sus especies son benéficas, por ejemplo las que habitan en la piel y nos ayudan a prevenir infecciones por hongos, pero algunas son parásitas, como las generadoras de caries o incluso de infecciones graves como la meningitis, otras se utilizan en la fermentación de productos lácteos, como es el caso de las especies del género Lactobacillus.
Algunas de las bacterias conocidas como formadoras de esporas corresponden a los géneros Bacillus y Penibacillus; son utilizadas como insecticidas naturales, ya que infectan a diversos insectos. Mientras tanto, el género Clostridium, habitante común del suelo, puede causar enfermedades graves como tétanos, botulismo o gastroenteritis.
Por otro lado, algunas bacterias del género Mycobacterium, caracterizadas por ser muy virulentas, son de gran importancia debido a que provocan la tuberculosis. Otro género relacionado es Streptomyces, con especies conocidas por formar filamentos parecidos a los producidos por los hongos y generar diversos antibióticos usados para la medicina humana y veterinaria, siendo importantes para la industria agrícola e industrial.

Cianobacterias. El grupo de las cianobacterias, también conocidas como algas azul verdosas, son fotosintéticas, es decir, que ocupan la luz del Sol y el dióxido de carbono para producir su energía; a diferencia de otras bacterias fotótrofas que no producen oxígeno como desecho, éstas sí lo hacen, y por ser muy abundantes en cuerpos de agua, en el suelo e incluso en el aire, aportan gran cantidad del oxígeno que respiramos; además, algunas son capaces de fijar nitrógeno que puede ser utilizado por otros organismos. Existe una enorme variedad de cianobacterias, pero se les clasifica principalmente por su estructura celular: si se encuentran solas, en pares, colonias o filamentos. Pese a ser autótrofas (que generan su propio alimento), no son patógenas o parásitas de otros organismos, aunque presentan asociaciones con otros organismos, por ejemplo los hongos, con los cuales forman los líquenes.

El árbol filogenético universal muestra organismos clave de los distintos dominios, denotando la cercanía de los dominios arquea y eucariota.

DOMINIO ARCHAEA
Este grupo es mucho más pequeño que el de las bacterias, sin embargo, las arqueas han logrado colonizar los ambientes más extremos en el planeta, como lagos hípersalados o ácidos, minas de sal, pantanos llenos de gas natural, manantiales termales con agua cerca del punto de ebullición y aguas heladas de los polos.

Euriarqueotas. En este phyllum se incluyen diversos tipos de arqueas, como las resistentes a altas concentraciones de sal (halófilas extremas), las cuales han desarrollado mecanismos distintos a cualquier otro organismo para poder sobrevivir, lo que les permite habitar en sitios como minas de sal, salmueras, alimentos en conserva y grandes cuerpos de agua como lagos salados y en el mar Muerto.
También se encuentran en este grupo las bacterias productoras de metano, componente principal del gas natural ocupado como combustible. Usualmente habitan en lugares donde se produce putrefacción, como pantanos, tractos digestivos, etc. No son patógenas, sin embargo, son utilizadas por la industria para la producción de gas natural como producto de la putrefacción de desechos orgánicos, y también para la eliminación de algunos compuestos en plantas de tratamiento de agua residuales.

Crenarqueotas. En este phylum se encuentran principalmente organismos tolerantes a temperaturas extremas que crecen casi siempre en manantiales termales con agua cerca de los 100 ºC o más, siendo los organismos más abundantes en estos sitios. También se les puede encontrar en lugares muy fríos como la nieve de los polos.
Las arqueas han sido de gran importancia científica, ya que nos permiten conocer cómo se pudo haber desarrollado la vida en las primeras etapas de la Tierra, además son objeto de muchos estudios debido a que pueden servir para la creación de nuevas tecnologías.
Es necesario reconocer la gran variedad de procariotas que existen, ya que pese a no ser visibles, los organismos más grandes no podríamos sobrevivir sin ellos, ya que construyen gran parte de la vida en la Tierra. Algunos son peligrosos y otros muy necesarios, por lo cual conocer algunos de los grupos más relevantes es, además de interesante, útil para comprender cómo funciona el mundo que nos rodea.

Para el lector interesado:

    • Bergey, D. (2001). Manual de Bacteriología Sistemática de Bergey. EUA: Universidad de Pennsylvania.