Bacterias fototróficas en suelos (tierras), aguas, sedimentos, fertilizantes (microorganismos eficientes)

Información 13-10-16.

 

Las bacterias fototróficas son aquellas cuya energía para el crecimiento procede de la luz y sus fuentes de carbono proceden del dióxido de carbono (CO2) (fotoautotróficas o fotosintéticos) o del carbono orgánico (fotoheterotróficas). Todos los fototrofos utilizan una cadena transportadora de electrones o una bomba de protones para establecer un gradiente electroquímico que se utiliza por la ATP-sintetesa para proporcionar energía celular. Los donantes de electrones e hidrogeniones son compuestos inorgánicos, por lo que se denominan litotrofos (fotolitoautotrofos).

 

La mayoría de los organismos fototrofos son autotróficos (fotoautotrofos), capaces de fijar el carbono atmosférico (CO2) utilizando la energía procedente de la luz. Estos microorganismos son diferentes de los quimiotrofos, que obtienen la energía por oxidación de compuestos químicos donantes de electrones presentes en su ambiente. Los organismos fotoautotrofos pueden sintetizar sus componentes a partir de sustancias inorgánicas utilizando la luz como fuente de energía. Las plantas verdes y las bacterias fototróficas son fotoautotrofos. Tales organismos obtienen su energía a partir de la luz y utilizan el CO2 como su fuente principal de carbono.

 

Los organismos fototrofos oxigénicos (productores de oxígeno), utilizan la clorofila para captar la energía de la luz y oxidan el agua, que descomponen en oxígeno molecular. Por el contrario los organismos fototrofos anoxigénicos (no productores de oxígeno), tienen una sustancia denominada bacterioclorofila que absorbe predominantemente en longitudes de onda no visibles para capturar energía de la luz, viven en ambientes acuáticos y utilizando la luz oxidan sustancias químicas inorgánicas como el sulfuro de hidrógeno (H2S) en lugar de agua.  

 

En un contexto ecológico los organismos fototrofos producen nutrientes para la vida heterotrófica, como las plantas.

 

Las cianobacterias (algas verde-azules), son organismos fotoautotrofos y fotoheterotrofos que realizan una fotosíntesis oxigénica (productora de oxígeno). Se encuentran en muchas condiciones ambientales, incluyendo las aguas naturales, mares, suelo y líquenes. Estos microorganismos pueden utilizar el agua como fuente de electrones para realizar reacciones de reducción del CO2.

 

Un organismo fotoautotrofo (o fotolitotrofo) es un organismo autotrófico que usa la energía de la luz y un donante de electrones inorgánico (por ej. H2O, H2, H2S), y CO2 como fuente de carbono, como por ejemplo las plantas.

 

Un organismo fotoheterotrofo (o fotoorganotrofo), a diferencia de los fotoautotrofos (fotolitotrofos), son organismos que dependen únicamente de la luz para su energía y principalmente de compuestos orgánicos para su fuente de carbono. Los fotohetereotrofos producen ATP a través de la fotofosforilación, pero utilizan compuestos orgánicos para obtener átomos para construir sus estructuras y otras biomoléculas.

 

Clasificación de los seres vivos según su fuente de energía y su fuente de carbono

           

Fototrofos (luz como fuente de energía)     

                       

Fotoautotrofos o fotolitotrofos (compuestos químicos simples como fuente de carbono)

 

Fotoheterotrofo o fotoorganotrofos (compuestos químicos orgánicos como fuente de carbono)

 

Quimiotrofos (compuestos químicos como fuente de energía)

           

Quimiolitotrofos (compuestos químicos simples como fuente de carbono)

 

Quimiorganotrofos o heterotrofos (compuestos químicos orgánicos como fuente de carbono)

 

Las bacterias fototróficas son organismos fototrofos (fotolitotrofos o fotoorganotrofos).

 

Clasificación de las bacterias fototróficas

 

  • Cyanobacterias (algas azul-verdosas). Incluye a los organismos fototrofos oxigénicos por producir oxígeno:

Este grupo puede usar la luz como única fuente de energía.

Pueden usar la luz como fuente de energía en presencia de aire.

Producen oxígeno.

 

  • Orden Rhodospirillales. Incluye a las bacterias fototróficas anoxigénicas, no productoras oxígeno (aerobic anoxygenic phototrophic bacteria and anaerobic anoxygenic bacteria).

Incluye a todas las bacterias fototróficas. Algunas pueden crecer en presencia de aire y otras no pueden crecer.

Pueden usar la luz como única fuente de energía.

Pueden usar la luz como única fuente de energía en ausencia de aire (usan la luz sólo en anaerobiosis)

No producen oxígeno.

Este orden incluye tres familias de bacterias fototróficas:

 

  • Familia Rhodospirillaceae – Bacterias purpúricas no-sulfurosas.

Rhodospirillum spp.

Rhodopseudomonas spp.

Rhodomicrobium spp.

 

Fototrofia en anaerobiosis.

Crecen en oscuridad en medios con extracto de levadura, pero crecen mejor con luz;

Color púrpura sólo con luz porque la clorofila purpúrica se necesita sólo con luz.

Rojas con luz.

No pueden usar sulfuro (H2S) como donante de electrones.

Poseen bacterioclorofila a o b localizada en estructuras de membrana continuas con la membrana citoplásmica.

 

  • Familia Chromatiaceae – Bacterias purpúricas sulfurosas.

Chromatium spp.

Thiocystis spp.

Thiosarcina spp.

Thiospirillum spp.

Thiocapsa spp.

Lamprocystis spp.

Thiodictyon spp.

Thipedia spp.

Amoebobacter spp.

Ectothiorhodospira spp.

 

Fototrofia en anaerobiosis.

Crecen en presencia de luz.

Solo una especie crece en oscuridad.

Requieren sulfuro como única fuente de electrones y pueden oxidarlo a sulfato.

Poseen bacterioclorofila a o b localizada en estructuras de membrana continuas con la membrana citoplásmica.

 

  • Familia Chlorobiaceae – Bacterias verdes sulfurosas.

Chlorobium spp.

Prosthecochloris spp.

Chloropseudomonas spp.

Pelodictyon spp.

Clathrochloris spp.

 

Fototrofia en anaerobiosis estricta.

Crecen en presencia de luz; no crecen en oscuridad.

Requieren sulfuro como donante de electrones.

Poseen bacterioclorofila c o d localizada en vesículas Chlorobium fijadas a la membrana citoplásmica.

 

Microorganismos eficientes

 

Los microorganismos eficientes son varios grupos de bacterias (actinomicetos, bacterias fototróficas y bacterias lácticas) y de hongos (filamentosos y levaduras), que incluyen a un conjunto de especies que se consideran regeneradores aeróbicos o anaeróbicos de origen natural. Se trata de un conjunto probiótico natural que incluye únicamente a microorganismos que existen en la naturaleza, y no incluye a microorganismos manipulados genéticamente. Sus funciones ecológicas son beneficiosas para los ecosistemas y otros organismos superiores (p. ej. plantas).

 

Los microorganismos eficientes son cultivados en medios líquidos y entre ellos se pueden encontrar más de ochenta especies de microorganismos procedentes de cinco grupos: actinomicetos, bacterias fototróficas, bacterias lácticas, levaduras y hongos filamentosos, preparados en cultivos mixtos de microorganismos aerobios y anaerobios.

 

Esta tecnología desarrollada inicialmente en Japón, se utilizó como alternativa a los pesticidas y abonos químicos, puesto que su eficacia es de tal magnitud que suprime la necesidad de utilizar productos químicos e industriales.

Su aplicación se ha extendido a multitud de ámbitos y actividades humanas, tales como la agricultura, ganadería, avicultura, porcicultura, acuicultura, salud animal, conservación de alimentos, control de malos olores, reciclaje de residuos, tratamiento de aguas y efluentes, medio ambiente, industria, etc.

Es uno de los procedimientos tecnológicos más eficaces para la restauración del equilibrio natural en los ecosistemas, al restituir el equilibrio microbiano capaz de regenerar cualquier medio contaminado, eliminando sustancias perjudiciales, descomponiendo la materia orgánica, produciendo sustancias bioactivas (enzimas, vitaminas, antimicrobianos), lo que favorece el desarrollo de las plantas, porque muchas de las sustancias producidas son fitonutrientes, reemplazando a los agroquímicos y fertilizantes sintéticos, mejorando la calidad del suelo al introducir una microflora equilibrada compuesta por microorganismos beneficiosos.

           

Pruebas realizadas en IVAMI:

 

  • Cultivo cuantitativo de los principales grupos de bacterias fototróficas.
  • Detección cualitativa mediante amplificación de ADN de varios genes propios de las bacterias fototróficas y secuenciación para conocer el género al que pertenecen.

Muestra recomendada:

 

  • Pruebas de cultivo: muestras líquidas de aguas, fertilizantes, … - 500 mL.
  • Pruebas de cultivo: muestras sólidas de suelos (tierras), sedimentos, … - 50 gramos.

 

Conservación y envío de la muestra:

  • Temperatura ambiente o refrigerada (preferido) durante menos de 2 días.

 

Plazo de entrega:

 

  • Pruebas de cultivo: 2 a 3 semanas.
  • Identificación a nivel de género: 72 horas.

 

Coste de la prueba:  

 

  • Cultivo cuantitativo de los principales grupos de bacterias fototróficas: consultar a ivami@ivami.com.
  • Identificación de las bacterias fototróficas obtenidas en cultivo mediante amplificación de ADN de varios genes propios de las bacterias fototróficas y secuenciación para conocer el género al que pertenecen (cada morfotipo de colonia obtenida en cultivo): consultar a ivami@ivami.com.
  • Detección cualitativa de las bacterias fototróficas presentes en las muestras, mediante amplificación de ADN de varios genes propios de las bacterias fototróficas y secuenciación para conocer los géneros presentes: consultar a ivami@ivami.com.