Resumen
Las bacterias son uno de los grupos clave en la transformación de la materia mineral y orgánica del suelo que contribuye a su fertilidad, así como a la salud de raíces vegetales, del ganado y humanas. El objetivo de este breve ensayo es mostrar la importancia de las bacterias en los ciclos biológicos de los principales elementos que sostienen la vida en el suelo.
Palabras clave. Procariotes, diversidad genética, raíces vegetales, suelo.
I. Introducción
El suelo es un ecosistema que contiene cinco grupos principales de microorganismos: bacterias, actinomicetos, hongos, algas y protozoarios considerados habitantes de la comunidad. Las bacterias tienen una amplia diversidad bioquímica por ello son las mas abundantes de los cuatro grupos, el número en el suelo es grande aunque los individuos miden micras de longitud, aunque son menos de la mitad de la masa celular microbiana total.
Las bacterias en un suelo con oxigeno son dominantes y responsables de las transformaciones de la materia orgánica ya que crecen rápidamente y mineralizan una amplia gama de compuestos orgánicos naturales, las bacterias se dividen en dos tipos: los géneros nativos o autóctonos que son residentes verdaderas del suelo y las invasores o alogénas; las nativas tienen fases de permanencia por largo tiempo sin actividad metabólica, aunque mediante inducción nutricional proliferan de acuerdo con su capacidad bioquímica. Los géneros alogenas, no son activos en las transformaciones de la materia orgánica del suelo, ingresan con la lluvia, en tejidos vegetales enfermos, en el estiércol o en aguas negras, permanecen cierto tiempo en inactivas o crecen por corto tiempo, por ello no contribuyen a la mineralización de la materia orgánica así como en las interacciones ecológicas.
Las población bacteriana nativa incluye géneros que crecen al agregar nutrientes de carbono orgánico sencillo, mientras aquellas de alta actividad de mineralización requieren nutrientes que se consumen rápidamente porque responden de inmediato a compuestos de fácil degradación, la que disminuye cuando se agota la fuente alimenticia.
Las bacterias autóctonas se reproducen con nutrientes orgánicos complejos de restos vegetales o de células microbianas y así permanecen por largos periodos de tiempo, crecen lentamente y su abundancia no esta sujeta a fluctuaciones (1-3), también se dividen con base taxonómica por el sistema del manual de Bergey, con esquemas basados en diferencias fisiológicas, nutricionales que incluye la naturaleza de la fuente de energía, la capacidad de utilizar N2 como fuente de nitrógeno, etc, el crecimiento bacteriano en presencia O2 que distingue tres categorías (4-6); aerobias, crecen solo con este gas; anaerobias que crecen en ausencia de O2; anaerobias facultativas que se reproducen sin este gas y superviven si existe: la morfología bacteriana se emplea para clasificar grupos en el suelo: bacilos o bacterias con forma de bastón, las mas numerosos, los cocos de forma esférica y los espirilos.
Los bacilos persisten en condiciones ambientales adversas con la formación de endosporas, que funcionan como parte de su ciclo biológico, éstas perduran por su resistencia a la desecación como a elevadas temperatura. Los géneros bacterianos que forman esporas son aerobias, microaerofilicas y anaerobias. Las endosporas permanecer en latencia en ausencia de alimento o agua al restablecer la condición favorable que induce el crecimiento vegetativo, la espora germina y emerge una nueva bacteria (2,4,10), en consecuencia en el suelo existen otros tipos morfológicos bacterianos, que no se han estudiado (20,30,40,50).
II. Antecedentes
II. 1 Las bacterias cosmopolitas y dominantes
La técnica de cuenta viable en placa (CVP), que detecta el numero de bacterias viables es simple, la situación es difícil en el suelo que es un ecosistema en heterogéneo, donde las técnicas microbiológicas convencionales estiman solo una parte del numero total bacteriano, ya que solo con base en sus necesidades nutritivas, ningún medio es suficiente para todos los géneros y especies en el suelo; pues por principio se desconoce el patrón nutricional para grupo bacteriano de este ambiente, así las cifras son solo una fracción del total: otra limitación es que las bacterias en el suelo se localizan como colonias sin desintegrar al diluirlo aún si se agita en consecuncia las estimaciones numéricas son bajas.
Los métodos usados para el conteo de bacterias viables en el suelo dan cifras variables, además de los errores del muestreo hacen que la variación sea inherente a la técnica empleada, tal limitación se minimiza con mezclas de suelo de numerosos colectas en el campo, es conveniente usar sub-muestras con mas de tres replicas de c/dilución en placa (7-10).
En el suelo existe una elevada diversidad bacteriana, una raíz vegetal, una arcilla, restos vegetales causar cambios el valor de los cálculos de entre 10 a 100 veces, resultado del nivel de la humedad, del contenido en materia orgánica, de la variación del pH, etc, por ello el examen microscópico directo de las bacterias del suelo, incluye la incorporación de una cantidad conocida de suelo en un hematocitometro calibrado; esta suspensión se tiñe y observa en el microscopio (11-13; 49,).
Si se conoce la cantidad de suelo, el volumen de agar y el área sobre la cual éste se distribuye, se determina el número de bacterias, Rossi y Cholodny con un portaobjetos de contacto, realizaron investigación cualitativa, al enterrar el portaobjetos en el suelo, después de un periodo de tiempo 1-2 semanas se extrae, las partículas grandes se eliminan la película microbiana adherida sobre la superficie de vidrio se tiñe con rosa de bengala fenólico, el portaobjetos permite que bacterias y hongos crecer como en el suelo, además se usan microcapilares (1,3,7,10) así como el análisis de suspensiones de suelo y raíces vegetales por microscopia electrónica (12,34) y de flourescencia que descubre nuevos aspectos de la vida en el suelo (50) a igual que las diferentes técnicas de biología molecular que al identificar géneros específicos de bacterias permiten conocer una diversidad mayor a la que se observa por CVP, incluye aquellas que no son cultivables (2,19,38,49).
La abundancia de tipos de bacterias, algas y protozoarios no se logra con esos métodos por ejemplo, algunas bacterias no forman colonias en medios de cultivo, para esos se utiliza la técnica de dilución o del número mas probable (NMP), calcula la densidad bacteriana sin conteo directo, después de la inoculación de volúmenes conocidos en series de diluciones decimales de suelo, en un medio de cultivo nutritivo especifico, posteriormente se registra el número de tubos con turbidez o crecimiento en cada dilución y se usan las tablas del número más probable (5,8,12).
El cálculo del número de bacterias varia de acuerdo con el método, el recuento en placa dan valores desde miles hasta millones de bacterias/g de suelo seco; la abundancia refleja la condición ambiental favorable que actúa sobre estos habitantes, la CVP, subestima la verdadera densidad bacteriana, por la incapacidad de ciertos géneros para reproducirse en los medios de cultivo convencionales.
La estimación por microscopia directa da valores en el orden de 108 a1010 bacterias/g de suelo seco, con técnicas de enumeración de bacterias viables alcanza del 10 al 15% de estos valores; una proporción del 1 al 10% aproxima al porcentaje del total por métodos de cultivo en placa, estimaciones de la masa total bacteriana y de otros microorganismos, la biomasa supone que cada célula tiene un volumen de un micra cúbica en un suelo fértil que contiene 108 bacterias/cm3 de espacio, éstas ocupan el 0.01% del volumen total del suelo (4,8.18).
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