BIOTECNOLOGIA

DIVERSIDAD MICROBIANA

Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad de Buenos Aires
1

Estimaciones de la diversidad
microbiana

La diversidad genética en 1 g de suelo coresponde
aproximadamente 4,000 genomas diferentes
2
Torsvik et al. 1990 Appl. Environ. Microbiol. 56: 782-787

Qué es una especie bacteriana?Otros términos:
Ecotipo: definido por el ambiente
Filotipo: definido por el grupo filogenético
Ribotipo: definido por la secuencia del ARN ribosomal
Unidad Taxonómica Operacional (OTU)

Science (2009) 323, 741-746
3

Niveles de organización biológica
Comunidad
Población
Organismo

Comunidad
microbiana
Población
microbiana
Microcolonia

Organo
Tejido

Colonia

Célula

Célulaprocariota

Macromolécula

Macromolécula
4

Panikov, N.S. 2010 Microbial Ecology en Environmental Biotechnology (Wang, Ivanov, Tay, Hung eds.) pp 121-192. Humana Press

Cuanta diversidad?

Número de individuos
Numero de especies (Riqueza)
Equitabilidad (evenness)

25
5
5

Cuanta diversidad?

Es improbable que el muestreo sea 100% efectivo
Estimamos el total basado en elsubset muestreado
6

Cuanta diversidad?
Muestrear
Reconocer (diferenciar)

Identificar

7

Indices de diversidad
Index

Discriminant
ability

Sample
Size
Sensititivy

Richness,
Evenness,
Dominance

Calculation

Widely
used?

Sensitivity
to abund
models

Log α

Good

Low

Richness

Simple

Yes

N (?)

Log Normal λ

Good

Moderate

RichnessComplex

N

Yes

Q

Good

Low

Richness

Complex

N

N

S

Good

High

Richness

Simple

Yes

N

Margalef

Good

High

Richness

Simple

N

N

Shannon

Moderate

Moderate

Richness

Intermediate Yes

N

Brillouin

Moderate

Moderate

Richness

Complex

N

N

McIntosh U

Good

Moderate

Richness

Intermediate N

NSimpson

Moderate

Low

Dominance

Intermediate Yes

Yes

BergerParker
Shannon E

Poor

Low

Dominance

Simple

N

N

Poor

Moderate

Evenness

Simple

N

N

Brillouin E

Poor

Moderate

Evenness

Complex

N

N

McIntosh D

Poor

Moderate

Dominance

Simple

N

N

= Desirable Traits in an Index

8
Magurran, A.Ecologicaldiversity and its measurements
1988 Princeton University Press

Ensamblado de comunidades: la
funcionalidad aumenta con la diversidad
Riqueza

Bell, T, et al, Vol
436|25August2005|doi:10.1038/nature03891

Equitabilidad

Wittebolle, Vol 458 | 2 April 2009 |
doi:10.1038/nature07840
9

La importancia de la equitabilidad en la
función de una comunidad

10

La importancia de laequitabilidad en la
función de una comunidad

Mayor equitabilidad dentro de
la
2009
comunidad está asociada a
mayor actividad metanogénica

A
A+ B
Porcentaje acumulado de
ingreso

G=

Porcentaje acumulado de gente
de menor a mayor ingreso

11

Réplicas
A

A

B

B

Diversidad
B

B
A

A
12

Manefield et al., Environmental Microbiology (2005) 7, 715–722

Cómo seensamblan las
comunidades?

13

Ensamblado de comunidades: concepto
de metacomunidad

14

Cuáles son las fuentes de inmigración?
cloaca

humano

agua superficial

15
McLellan et al. Diversity and population structure of sewage-derived microorganisms in wastewater treatment
plant influent, Environ Microbiol (2010) 12, 378–392

La comunidad microbiana es muy variable,
noconverge en una comunidad estable
Digestor metanogénico

Archaea

Bacteria

El reactor mantiene constante el pH y la actividad de
reducción de DQO
16
Fernandez et al., 1999 How Stable is stable? Function versus community composition. Appl. Environ. Microbiol. 65: 3697-3704

Dynamic
nature bacteriana
of activated es
sludge
was
La
comunidad
dinámica
demonstrated
DGGE replicados
y...