Este documento describe diferentes organismos utilizados en biorremediación, incluyendo varias bacterias (como Pseudomonas, Bacillus, Rhodococcus), cianobacterias, hongos y algas. Explica las características y usos de bacterias fotosintéticas, nitrificantes, reductoras de azufre, fijadoras de nitrógeno y otras. También menciona arqueas metanógenas y algunas bacterias utilizadas comúnmente en Ecuador para biorremediación.
Cuando hablamos de crecimiento microbiano en realidad nos referimos al número de células, no al tamaño de las células. Los microbios que están en la etapa de "crecimiento" aumentan en cantidad y se agrupan en colonias (grupos de células lo suficientemente grandes como para ser observados sin el microscopio) de cientos de miles de células, o poblaciones de miles de millones de células.
Si se conocen las condiciones necesarias para el crecimiento microbiano se puede determinar la forma de control del crecimiento de los microbios que causan enfermedades y deterioro de los alimentos.
También se puede aprender el modo de estimular el crecimiento de los microbios útiles y de aquellos que se desea estudiar.
Se puede definir el análisis microbiológico como el conjunto de operaciones
encaminadas a determinar los microorganismos presentes en una muestra
problema de AGUA.
Cuando hablamos de crecimiento microbiano en realidad nos referimos al número de células, no al tamaño de las células. Los microbios que están en la etapa de "crecimiento" aumentan en cantidad y se agrupan en colonias (grupos de células lo suficientemente grandes como para ser observados sin el microscopio) de cientos de miles de células, o poblaciones de miles de millones de células.
Si se conocen las condiciones necesarias para el crecimiento microbiano se puede determinar la forma de control del crecimiento de los microbios que causan enfermedades y deterioro de los alimentos.
También se puede aprender el modo de estimular el crecimiento de los microbios útiles y de aquellos que se desea estudiar.
Se puede definir el análisis microbiológico como el conjunto de operaciones
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Información sobre las Bacterias y su importancia
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Examen de Selectividad. Geografía junio 2024 (Convocatoria Ordinaria). UCLMJuan Martín Martín
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2. OBJETIVOS
Conocer la gama de organismos empleados en
biorremediación de suelos, aguas y aire.
Distinguir las variedades microbianas usadas en
biorremediación.
Conocer las particularidades de otros organismos
empleados en Biorremediación
2
11. BACTERIAS ROJAS
Incluidas en el phylum Proteobacteria.
Unicelulares, móviles por flagelos.
Metabólicamente
muy versátiles
Bacterias rojas del azufre: Chromatium
Bacterias rojas no del azufre:
Rhodospirillum y Rhodobacter.
11
12. BACTERIAS VERDES
Pequeño grupo de bacterias similares
fisiológica, nutricional y
ecológicamente a las bacterias rojas.
Bacterias verdes del azufre
Phylum Chlorobi. Fotoautótrofos
anaerobios. Gen. Chlorobium.
Bacterias verdes no del azufre
Phylum Chloroflexi. Gén.
Chloroflexus (fotoheterótrofo,
pudiendo ser fotoautótrofo o
quimioheterótrofo de forma
facultativa).
12
13. BACTERIAS
QUIMIOLITÓTROFAS
Organismos capaces de crecer en un medio estrictamente
mineral y en ausencia de luz, obteniendo su ATP y poder
reductor de la respiración de un substrato inorgánico y
utilizando el CO2 como fuente de carbono. Este tipo de
metabolismo es exclusivo de bacterias y arqueas.
La mayoría de las bacterias se incluyen entre las
Proteobacterias.
13
14. BACTERIAS
QUIMIOLITÓTROFAS
BACTERIAS NITRIFICANTES
Llevan a cabo la oxidación
biológica de amoniaco a nitrito y
de éste a nitrato (nitrificación).
Se subdividen en dos grupos
metabólicos:
· NH4 + a NO2 - Nitrosomonas,
Nitrosococcus
· NO2 - a NO3 - Nitrobacter,
Nitrococcus, Nitrospira.
14
15. BACTERIAS QUIMIOLITÓTROFAS
OXIDADORES DE AZUFRE
Denominadas bacterias
incoloras del azufre. Dos
grandes clases:
· Bacterias oxidadoras de H2S
con formación de depósitos
intracelulares de S V.g. :
deslizantes filamentosos, tales
como Beggiatoa y Thiothrix.
· Bacterias oxidadoras de H2S
con formación de depósitos
extracelulares de S. Pequeño
tamaño celular V.g.:
Thiobacillus, Thiomicrospira
15
16. BACTERIAS
QUIMIOLITÓTROFAS
BACTERIAS DEL HIERRO
Algunas bacterias oxidan Fe(II) a Fe(III) y
pueden formar precipitados pardo-rojizos
de óxidos o hidróxidos del mismo. En la
mayoría de los casos se trata de
quimioheterótrofos que no obtienen
energía del proceso (Vg. bacterias con
vaina tipo Leptothrix).
Sólo son verdaderos quimiolitoautótrofos T.
ferrooxidans y Leptospirillum ferrooxidans
(pH ácido, aguas de minas, biolixiviación) y
Gallionella (aguas dulces, pH neutro).
16
17. BACTERIAS GRAM-
AEROBIAS
Metabolismo respiratorio aerobio (todas son catalasa +). Si
son móviles, lo son por flagelos.
Estas bacterias pueden oxidar prácticamente cualquier tipo de
substrato orgánico como fuente de C y E. Clásicamente los
géneros se establecían en función de la morfología celular y
la inserción de los flagelos. Hoy en día están distribuidas
entre las alfa, beta y gamma Proteobacterias.
17
18. BACTERIAS GRAM-
AEROBIAS
PSEUDOMONAS Y GRUPOS AFINES.
La antigua familia Pseudomonadaceae
(incluía a las bacterias Gram-
quimioheterótrofas aerobias que
presentan flagelos con inserción polar)
hoy está distribuida entre:
Proteobacteria:
1. orden Burkholderiales
2. fam. Burkholderiaceae, gen.
Burkholderia, v.g. B. cepacia.
3. fam. Comamonadaceae, gen.
Comamonas.
18
19. BACTERIAS GRAM-
AEROBIAS
En esta fam. se incluyen también
las bacterias con vaina
filamentosas Sphaerotilus y
Leptothrix.
Orden Rhodocyclales, gen.
Zooglea, v.g. Z. ramigera.
Proteobacteria:
Orden Pseudomonadales, fam.
Pseudomonadaceae, gen.
Pseudomonas, v.g. P. putida, P.
aeruginosa.
19
20. BACTERIAS FIJADORAS
DE NITROGENO
RIZOBIOS (Orden RHIZOBIALES)
Bacterias quimioheterótrofas aerobias Gram- con
flagelación subpolar o, por degeneración, peritrica.
Géns. Rhizobium (V.g. R. leguminosarum:, R.
melitoti) y Bradyrhizobium. Gén. Agrobacterium
(V.g. A. tumefaciens).
AZOTOBACTERIAS (actualmente incluidas en la
Fam. Pseudomonadaceae)
Fijan N2 en condiciones de crecimiento aerobio y
vida libre. Frecuentes en suelos y aguas de
regiones templadas.
Géns.: Azotobacter , Azomonas.
20
21. BACTERIAS GRAM - ANAEROBIAS
FACULTATIVAS
Existe dos familias: Fam.
Enterobacteriaceae. Fam. Vibrionaceae.
Las bacterias coliformes como índice de
contaminación fecal.
Enterobacteriaceae, está constituido por
40 géneros entre los que podemos citar:
Escherichia, Salmonella, Shigella,
(bacterias coliformes intestinales),
Enterobacter, Serratia, Proteus (de
suelos y aguas) y Yersinia (patógeno de
animales).
21
22. BACTERIAS GRAM - ANAEROBIAS
FACULTATIVAS
Orden Vibrionales, fam.
Vibrionaceae. Muy similares a los
anteriores pero con flagelación polar,
forma curva y oxidada +.
Acuáticas. Géneros: Vibrio,
Photobacterium.
Algunas especies de Vibrio y
Photobacterium son
bioluminiscentes, pudiendo ser
utilizadas como biosensores y en
analítica para detectar contaminación
en aguas.
22
23. BACTERIAS GRAM-
ANAEROBIAS
I. BACTERIAS
FERMENTADORAS
Anaerobias estrictas,
metabolismo
exclusivamente
fermentativo. Grupo
filogenético
independiente (Phylum
Bacteroidetes, gen.
Bacteroides; Phylum
Fusobacteria, gen.
Fusobacterium).
23
24. BACTERIAS GRAM-
ANAEROBIAS
II. BACTERIAS REDUCTORAS
DEL AZUFRE /
SULFATORREDUCTORAS
Anaerobios estrictos. Obtienen
su energía mediante respiración
anaerobia (utilizan SO4
2- o S0
como aceptor de e-). Incluidas
en las Proteobacterias.
Hábitat: sedimentos anaerobios.
Géneros: Desulfovibrio,
Desulfobacter SO4
2-. Desulfuro
monas S0
24
25. BACTERIAS GRAM-POSITIVAS
I: UNICELULARES FORMADORES DE ENDOSPORAS
Aerobios: gen. Bacillus. La mayoría de las especies son
saprófitas y se encuentran en el suelo (mayoritarios), agua,
aire y vegetación, siendo importantes agentes
mineralizadores de la materia orgánica.
B. subtilis, B. cereus , B. anthracis, B. thuringiensis
(insecticida biológico contra orugas y mosquitos), B.
stearothermophilus (indicador biológico esterilización
autoclave, compostaje.
25
26. BACTERIAS GRAM-POSITIVAS
Anaerobios: gen. Clostridium.
Grandes, a veces pleomorfos. Esporas
deformantes (centrales o terminales).
Habitantes del suelo, incluyendo
algunas especies patógenas
(exotoxina, sin capacidad invasiva).
C. botulinum, C. tetani, C. perfringes,
C. pasteurianum (fija N2 atmosférico),
C. butiricum y C. acetobutilycum.
26
27. BACTERIAS GRAM-POSITIVAS
II: UNICELULARES NO
ESPORULANTES:
BACTERIAS DEL ÁCIDO
LÁCTICO
Fam I. Lactobacillaceae
Gen. Lactobacillus (bacilos
regulares). V.g. L.
bulgaricus, L. lactis, L.
brevis, L. salivarus
Fam. IV. Enterococcaceae
Gen. Enterococcus (E.
faecalis)
27
28. BACTERIAS GRAM-POSITIVAS
Fam. V. Leoconostocaceae
Gen. Leuconostoc
Fam. VI. Streptococcaceae
Gens. Streptococcus (S.
pneumoniae , S. pyogenes);
Lactococcus (L. lactis, L.
cremris)
28
29. BACTERIAS GRAM-POSITIVAS
III: ACTINOMICETES
ACTINOBACTERIAS Y MICROCOCOS. Escaso o nulo
desarrollo miceliar. Son saprófitas del suelo donde actúan como
importantes agentes mineralizadores (Arthrobacter) o forman
parte de la biota normal (Micrococcus, Actinomyces).
CORINEBACTERIAS.
C. diphteriae, agente de la difteria. Mycobacterium: M.
tuberculosis y M. leprae son los agentes causales de la
tuberculosis y la lepra.
Nocardia. Micelio fragmentario. Saprófitas del suelo donde
degradan muchos compuestos.
29
31. BACTERIAS EMPLEADAS EN
ECUADOR
En los trabajos desarrollados de biorremediación en el
territorio nacional se han empleado cepas de:
Pseudomonaas
Bacillus.
Antramonas
Rhodococcus.
Serratia
Nocardia,
Acinetobacter,
Flabobacterium
31
32. Características de las bacterias
Pertenecen al grupo de los organismos extremófilos.
Poseen grana capacidad metabólica, pueden asimilar una
amplia fuente de carbono y nutrientes.
Su velocidad de reproducción es ideal para la
biorremediación.
Trabajan en posta, donde el producto del metabolismo de una
cepa es la materia prima de otra.
Son fáciles de aislar y reproducir (la mayoría)
La mayoría empleada en biorremediación no son patógenas.
Son cosmopolitas.
32
34. ARQUEAS
En base a sus características fisiológicas y ecológicas se
subdividen en tres grupos:
1. Metanógenas: ocupan ambientes anaerobios y su único
modo de obtener E es mediante la formación de CH4
2. Halófilas extremas: viven en ambientes hipersalinos
3. Termófilas S-dependientes: ocupan Hábitat
extremadamente calientes y, en ciertos casos, también
muy ácidos.
34
37. ARQUEAS
ARQUEOBACTERIAS
TERMOFILAS DEPENDIENTES
DEL AZUFRE.
Todas obtienen energía reduciendo u
oxidando azufre. Son
quimiolitoautótrofas, mixótrofas o
heterótrofas.
Thermococcus.
Thermoproteus, Desulfurococcus.
Sulfolobus, Acidianus.
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38. Archeas
en Biorremediación
Tratamiento anaeróbico de residuos orgánicos (RSU y
asimilables.
Tratamiento anaeróbico de aromáticos y poliaromáticos.
Descontaminación de suelos con altas concentraciones de
sales, suelos ácidos y alcalinos.
Obtención de metano a partir de materia orgánica.
Biolixiviación de metales (biominería).
38
39. Hongos
Son microorganismos eucariotas de naturaleza compleja, que
se caracterizan por que forman un talo ramificado (hifas) y
forman agrupamiento denominados micelios.
Se reproducen mediante alternancia de generaciones (la
mayoría) una fase gametofítica y otra esporofítica.
Son los principales responsables de la movilización de la
materia orgánica en los bosques. Poseen alta capacidad de
sobrevivencia y tolerancia a los factores ambientales
desfavorables.
Existen hongos microscopios y macroscópicos. Los
empleados en biorremediación son en su mayoría
microscópicos.
39
43. Algas
Son organismo eucariotas, se los emplea en el tratamiento
de aguas residuales orgánicas.
Para tratar residuos tóxicos como hidrocarburos, PCBs,
pesticidas, etc., se los emplea siempre y cuando la
concentración de los contaminantes no sea muy elevada y
no evite el ingreso de la luz solar.
Están presentes en los ecosistema acuáticos, marinos,
lacustres, fluviales y edáficos.
Son sensibles a la contaminación ambiental, razón por la
que pueden ser empleados en calidad de bioindicadores.
43
45. Plantas emergentes
Plantas superiores, que en su mayoría están adaptadas
suelos sumergidos o semi-sumergidos (humedales), donde
cumplen la función de limpieza natural de las aguas.
En la actualidad se emplean masivamente en la construcción
de humedales artificiales en el tratamiento de aguas
residuales industriales, orgánicas, agropecuarias , mineras y
lixiviados de rellenos sanitarios.
Ocupan varios pisos ecológicos, existen especies y sub
especies adaptadas a la mayoría de ellos.
45
50. Conclusiones
Los organismo vivos capaces de ser empleados en
Biorremediación son muy variados, frecuentemente
especializados en la degradación de contaminantes
específicos.
Los microorganismos, son muy versátiles para
biorremediación por su amplia capacidad metabólica y
adaptación a condiciones ambientales extremas.
La diversidad microbiana es muy amplia, pudiendo en
función de sus distribución (ecología) ser empleados en
biorremediación de ecosistemas específicos.
Las plantas son depuradores naturales de las aguas
superficiales, su empleo en humedales artificiales está
dirigida a perfeccionar dichos procesos de purificación
natural.
50
51. Cuestionario
1. ¿Cómo se clasifican morfológicamente los
microorganismos?
2. ¿Por qué los microorganismos son preferentemente
empleados en Biorremediación?, explique con un ejemplo.
3. ¿A quienes llamamos microorganismos quimiolitotróficos?
Ponga un ejemplo de ellos.
4. ¿Cuál es la gama de residuos que puede ser degradada
por bacterias?
5. De las característica fúngicas mencionadas, ¿cuál es para
usted la más importante y por qué?
6. ¿Bajo qué condiciones, se pueden emplear algas en el
tratamiento de aguas residuales?
7. ¿En qué se diferencian los actinomicetos de los hongos?
51
52. Bibliografía
Ebrahim Mohammadi Goltapeh • Younes Rezaee Danesh •
Ajit Varma Editors (2013). Fungi as Bioremediators.
Springers.
Hideaki Nojiri, Masataka Tsuda Masao Fukuda,
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Japan.
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Enzymes. Taylor & Francis Group, LLC.
M. Ashraf M. Ozturk M.S.A. Ahmad Editors (2010). Plant
Adaptation and Phytoremediation. Springer Science +
Business Media B.V.
52