Protocolo
Páginas: 33 (8161 palabras)
Publicado: 10 de noviembre de 2014
ESTUDIO DE LA DIVERSIDAD MICROBIANA EN UN MICROAMBIENTE
OBJETIVOS.
Mediante el empleo de una columna de Winogradsky, el estudiante logrará:
Aplicar e interpretar los conocimientos de las diferentes técnicas utilizadas para la caracterización de microorganismos.
Diferenciar los grupos microbianos presentes en un microambiente.
Comparar los microorganismos que crecen a lo largo de lacolumna en diferentes tiempos.
Relacionar la diversidad microbiana presente en un microambiente con algunas de sus características fisiológicas.
Explicar las causas que originan la sucesión de microorganismos observada.
INTRODUCCIÓN.
A diferencia de los estudios realizados por Luis Pasteur y Roberto Koch sobre cultivos puros, dos famosos microbiólogos: Sergei N. Winogradsky (1856-1953)y Martinus Willem Beijerinck (1851-1931), fueron los primeros en estudiar las relaciones entre diferentes tipos de microorganismos en un mismo hábitat.
El estudio de las comunidades microbianas en condiciones de laboratorio puede realizarse fácilmente en una columna de Winogradsky, la cual simula un microecosistema o microambiente que ilustra cómo los microorganismos ocupan microespaciosaltamente específicos de acuerdo con sus necesidades vitales, tales como: requerimientos de carbono, energía y oxígeno, así como la interdependencia, de forma tal que la actividad metabólica de un microorganismo posibilita el crecimiento de otros y viceversa. Estas columnas, que llevan el nombre del microbiólogo ruso que las utilizó por primera vez, son sistemas completamente autoreciclables.
Lascolumnas de Winogradsky se preparan con muestras de suelo colectadas en ambientes húmedos, las cuales son enriquecidas con compuestos orgánicos e inorgánicos y finalmente son expuestas a una fuente de luz natural. En ellas se observa que después de 3 ó 4 semanas de incubación aumenta la cantidad de los distintos tipos de microorganismos, mismos que de acuerdo con sus característicasfisiológicas se establecen en las diferentes zonas a lo largo de la columna, lo que se conoce como sucesión. De esta forma, el resultado es una columna estratificada (zonas de diferente color) tanto en el suelo como en el agua, donde cada estrato se relaciona con un proceso químico-biológico.
En la zona inferior de lodos se desarrollan organismos fermentadores que producen alcohol y ácidos grasos comosubproductos de su metabolismo. Estos productos de "desecho" constituyen el sustrato para el desarrollo de bacterias reductoras de sulfato, las cuales como resultado de su metabolismo liberan sulfuros que difunden a la zona superior oxigenada creando un gradiente en el que se desarrollan bacterias fotosintéticas que utilizan el azufre.
Por encima de esta zona pueden desarrollarse las bacteriaspúrpura que no utilizan el azufre y que obtienen su energía de reacciones luminosas, pero que emplean ácidos orgánicos como fuente de carbono para su síntesis celular.
Finalmente, en la zona aerobia crecen las Cianobacterias y algas las cuales como producto de su metabolismo liberan oxígeno. También pueden crecer bacterias que oxidan compuestos del azufre y del nitrógeno hasta sulfatos y nitratosrespectivamente. Todos estos grupos sintetizan su materia orgánica a partir del CO2.
ACTIVIDADES GENERALES.
1. Preparar una columna de Winogradsky.
2. Tomar muestras a distintos niveles de la columna para describir las variaciones en la composición microbiana a diferentes tiempos.
3. Relacionar la sucesión microbiana que se establece en la columna con los requerimientos de carbono,energía, oxígeno y metabolismo a lo largo del tiempo, durante 5 semanas.
4. Integrar los resultados obtenidos en los diferentes tiempos del muestreo.
PREPARACIÓN DE LA COLUMNA (1ª sesión).
Material
Por grupo:
4.0 g. de cada una de las siguientes sales minerales:
CaCO3 (o cáscara pulverizada de un huevo)
CaSO4
CaHPO4
Por mesa:
1 balanza granataria.
Por los alumnos...
OBJETIVOS.
Mediante el empleo de una columna de Winogradsky, el estudiante logrará:
Aplicar e interpretar los conocimientos de las diferentes técnicas utilizadas para la caracterización de microorganismos.
Diferenciar los grupos microbianos presentes en un microambiente.
Comparar los microorganismos que crecen a lo largo de lacolumna en diferentes tiempos.
Relacionar la diversidad microbiana presente en un microambiente con algunas de sus características fisiológicas.
Explicar las causas que originan la sucesión de microorganismos observada.
INTRODUCCIÓN.
A diferencia de los estudios realizados por Luis Pasteur y Roberto Koch sobre cultivos puros, dos famosos microbiólogos: Sergei N. Winogradsky (1856-1953)y Martinus Willem Beijerinck (1851-1931), fueron los primeros en estudiar las relaciones entre diferentes tipos de microorganismos en un mismo hábitat.
El estudio de las comunidades microbianas en condiciones de laboratorio puede realizarse fácilmente en una columna de Winogradsky, la cual simula un microecosistema o microambiente que ilustra cómo los microorganismos ocupan microespaciosaltamente específicos de acuerdo con sus necesidades vitales, tales como: requerimientos de carbono, energía y oxígeno, así como la interdependencia, de forma tal que la actividad metabólica de un microorganismo posibilita el crecimiento de otros y viceversa. Estas columnas, que llevan el nombre del microbiólogo ruso que las utilizó por primera vez, son sistemas completamente autoreciclables.
Lascolumnas de Winogradsky se preparan con muestras de suelo colectadas en ambientes húmedos, las cuales son enriquecidas con compuestos orgánicos e inorgánicos y finalmente son expuestas a una fuente de luz natural. En ellas se observa que después de 3 ó 4 semanas de incubación aumenta la cantidad de los distintos tipos de microorganismos, mismos que de acuerdo con sus característicasfisiológicas se establecen en las diferentes zonas a lo largo de la columna, lo que se conoce como sucesión. De esta forma, el resultado es una columna estratificada (zonas de diferente color) tanto en el suelo como en el agua, donde cada estrato se relaciona con un proceso químico-biológico.
En la zona inferior de lodos se desarrollan organismos fermentadores que producen alcohol y ácidos grasos comosubproductos de su metabolismo. Estos productos de "desecho" constituyen el sustrato para el desarrollo de bacterias reductoras de sulfato, las cuales como resultado de su metabolismo liberan sulfuros que difunden a la zona superior oxigenada creando un gradiente en el que se desarrollan bacterias fotosintéticas que utilizan el azufre.
Por encima de esta zona pueden desarrollarse las bacteriaspúrpura que no utilizan el azufre y que obtienen su energía de reacciones luminosas, pero que emplean ácidos orgánicos como fuente de carbono para su síntesis celular.
Finalmente, en la zona aerobia crecen las Cianobacterias y algas las cuales como producto de su metabolismo liberan oxígeno. También pueden crecer bacterias que oxidan compuestos del azufre y del nitrógeno hasta sulfatos y nitratosrespectivamente. Todos estos grupos sintetizan su materia orgánica a partir del CO2.
ACTIVIDADES GENERALES.
1. Preparar una columna de Winogradsky.
2. Tomar muestras a distintos niveles de la columna para describir las variaciones en la composición microbiana a diferentes tiempos.
3. Relacionar la sucesión microbiana que se establece en la columna con los requerimientos de carbono,energía, oxígeno y metabolismo a lo largo del tiempo, durante 5 semanas.
4. Integrar los resultados obtenidos en los diferentes tiempos del muestreo.
PREPARACIÓN DE LA COLUMNA (1ª sesión).
Material
Por grupo:
4.0 g. de cada una de las siguientes sales minerales:
CaCO3 (o cáscara pulverizada de un huevo)
CaSO4
CaHPO4
Por mesa:
1 balanza granataria.
Por los alumnos...
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