Los Microbios del suelo, Nuestros Esclavos Desconocidos II

Régulo León-Arteta

Bacterias     

Las bacterias, junto con las arqueas, son los organismos más pequeños y numerosos que viven libremente en el suelo. Sus actividades autotróficas y heterotróficas sobrepasan en relevancia a las de los demás seres vivientes del medio edáfico, y aunque las descubrimos hace algunos siglos, como lo sentenció Sócrates, es más lo que ignoramos que lo que conocemos. Así, estos microorganismos los clasificamos como eubacterias y archaea, siendo al parecer más numerosas y activas las primeras que la segundas en el suelo. Su población varía de 10⁶ a 10¹⁰ por gr. De suelo, mientras su peso alcanza en un suelo agrícola los 4,500 Kg ha^-1. Se desarrollan muy bien entre un amplio rango de pH, que va de de 4 a 10. Las Eubacteriales más abundantes son pequeños bastones cocoides, de morfología variable incluidos en el género Arthrobacter, Familia Corynebacteriaceae y el género Cellulomonas,  que descompone a la celulosa. Los bacilos esporulados constituyen el 25% del total, Clark (1979).

Otras bacterias que desempeñan un papel importante en la circulación de nutrimentos como el nitrógeno, son las pertenecientes al género Azotobacter, cuya imagen mostramos en el post anterior, si bien su contribución al total de la población bacteriana no suele sobrepasar el 1%. Sumándolas a las contribuciones de los taxa Agrobacterium, Nitrosomonas, Nitrobacter, Rhizobium, Pseudomonas y Achromobacter no exceden más del diez por ciento. Otras como Thiobacillus thioxidans es capaz de oxidar azufre y su pH óptimo es 2.5 (Waksman y Joffe, 1922).

Thiobacillus thioxidans Fuente: usuarios.lycos.es

 Sin embargo, algunas especies de Pseudomonas se encuentran involucradas en la descomposición de la celulosa, hemicelulosas, lignina, sustancias pécticas, polisácaridos, hidrocarburos, proteínas, urea, inmovilización del fósforo orgánico, oxidación del azufre, formación de compuestos orgánicos de fierro, reducción del hierro, movilización del potasio, oxidación y reducción del manganeso y metabolismo del mercurio. Las bacterias también han jugado un papel importante en la formación de agregados estables, la cual puede ser inducida por el papel cementante de los  polisacáridos que desprenden al suelo. Entre ellas sobresale Bacillus polymyxa, según van Veen y Heijnen (1994).

Pseudomonas putida; Fuente:

www.microbelibrary.org/asmonly/details.asp?id

Aunque Winogradsky comenzó identificando y clasificando los géneros Aerobacter y Azotobacter, actualmente para llevar a cabo la rutina establecida por él y muchos de sus seguidores padecen serias dificultades con vistas a identificar su enorme diversidad taxonómica. Más aún, muchas especies no prosperan in vitro (es decir en condiciones de laboratorio) por lo que no pueden ser identificadas. Parece como si su biodiversidad fuera casi ilimitada.

Azotobacter, bacteria fijadora de nitrógeno y

Aerobacter_aerogenes Fuentes: sigma.ontologyportal.org

y www.biofarmag.com.au/root.gif

También son innegables sus otras contribuciones al metabolismo del suelo, entras las que podemos destacar, sin ser exhaustivos las que describiremos a continuación.

El descubrimiento de la quimioautotrofía: proceso por el cual los organismos derivan energía de un número de compuestos inorgánicos diferentes, obteniendo carbono en la forma de CO2. Antes, se suponía que los organismos autótrofos obtenían su energía solamente de la luz, sin sospechar que en tal proceso también acaecen numerosas reacciones bioquímicas qque afectan a compuestos inorgánicos. Winogradski fue uno de los primeros investigadores en entender y descifrar a los microorganismos fuera del contexto de la medicina, siendo realmente pionero de la ecología microbiana y de la microbiología ambiental. La columna de Vinogradski permite una fascinante observación de la ecología de la quimioautotrofía y de los microbios, demostrándolo en diversas conferencias de microbiología que impartió por el mundo (wikipedia 31-01-2009).

Winogradsky (1856-1946). Fuente: Sterling Memorial Library

En la microbiología, y especialmente todo aquello relacionado con el estudio de las bacterias, puede parecer un recurso más novedoso que real, la necesidad del acercamiento holístico. Tal visión integradora se sustenta en la división de los sistemas y la medida de los flujos que ligan los subsistemas que lo componen. Tal perspectiva, a la que podemos denominar ecología funcional, resulta más eficaz que el reduccionismo tradicional que ha venido imperando en el análisis de las comunidades microbianas del suelo. Una comprensión mejor de las relaciones entre la diversidad y las  funciones microbianas del suelo, requiere de la misma información de las células microbianas en la matriz del suelo, Nannipieri et al (2003).

Si bien la determinación del contenido microbiano de C, N, P y S por técnicas de fumigación, ha permitido una mejor cuantificación de la dinámica de nutrientes en el medio edáfico, también se requiere de la determinación de los nuevos reservorios, tales como biomasa microbiana activa con técnicas moleculares. La separación recientemente 13C- y 12C-DNA, nos debe permitir calcular el reservorio microbiano activo de C. Sin embargo, la caracterización taxonómica y funcional de 13C-DNA nos permite entender los cambios proporcionales en las comunidades microbianas por la adición al suelo del sustratos de carbono (C-sustrato) Nannipieri et al (2003).

Del conjunto de las bacterias que viven en el suelo, menos del 1% son cultivables in vitro, habiéndose identificado tan solo unas 6,000 especies. Por lo tanto se desconocen todas las demás y como corolario, su autoecología, nutrición y el papel que desempeñan en el ecosistema suelo. Más aún, tampoco sabemos casi nada de las relaciones simbióticas, comensales o parasitarias entre las comunidades microbianas. . Es obvio que tanta laguna en nuestros conocimientos impide el análisis tanto de las redes tróficas y ecológicas, como de su biodiversidad.

Actualmente, disponemos de herramientas que como la ingeniería genética molecular o tecnología del ADN recombinante que nos permiten avanzar más en nuestros conocimientos. Mediante esta última Borneman et al (1996), determinaron en un suelo agrícola, que el 98.4% de las secuencias del ADNr 16S identificadas del material geonómico pertenecían al dominio Bacteria; de ellas, 16.1% son Protobacterias, 2.18% del grupo Cytiphaga-Flexibacter-Bacteroides, 21.8% del grupo de bacterias Gram + con bajo porcentaje de G+C, 39.4% están en grupos desconocidos dentro del susodicho Dominio Bacteria. En otro estudio, Liles et al (2003), encontraron una baja proporción de Firmicutes, a-Protobacterias en comparación con la representación de las subdivisiones ß–y ?-Protobacteria; y subdivisiones sin representantes cultivables. Dichas herramientas y las comparaciones filogenéticas se complementan con el estudio de las propiedades metabólicas y actividades enzimáticas, según Escalante-Lozada et al (2004). Sin embargo, aun queda mucho por saber, más aun cuando ni el concepto de especie resulta adecuado para explicar el mundo de los microbios y la transferencia de genes entre taxa distintos es abrumadora.