Ecología Microbiana If I could do it all over again, and relieve my vision in the twentyfirst century, I would be a microbial ecologist....... Edward O. Wilson

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oikos=casa logos= estudio (Haeckel, 1886) Ecología:lalaciencia cienciaque queexplora exploralas lasinterrelaciones interrelaciones Ecología: abiótico entrelos losorganismos organismosyysu sumedio medioambiente ambientebiótico bióticoyyabiótico entre Representa una nueva visión holística que reconoce la importancia de todos los organismos vivos en el mantenimiento del balance ecológico

específicamente EcologíaMicrobiana: Microbiana:lalaciencia cienciaque queespecíficamente Ecología examinalas lasrelaciones relacionesentre entrelos losmicroorganismos microorganismosyysu sumedio medio examina ambientebiótico bióticoyyabiótico abiótico ambiente

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Niveles de organización

Ciencias de estudio

biósfera

ecosistema comunidad población Organismo (ESPECIES)

órganos

células

átomos

sistemas

moléculas

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El rápido desarrollo tecnológico que se inicio con la revolución industrial trajo aparejado „

Avances en las ciencias médicas, reducción de la tasa de mortalidad Explosión demográfica

„

Producción industrial, extracción de recursos y la agricultura intensiva Rápida disminución de los recursos no renovables

„

Producción de materiales sintéticos

Deterioro del medio ambiente

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Las proyecciones de científicos y economistas sobre crecimiento de población, consumo contaminación. El impacto social de la publicación del libro “Silent Spring” de Rachel Carson

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La Ecología Microbiana en el Siglo XX „

Sergei Winogradsky (finales del siglo XIX). Aisla las bacterias nitrificantes. ‹ Desarrolla un sistema para crecimiento de las bacterias microaerófilas y fotosintéticas del suelo (Columna de Winogradsky). ‹ Describe la oxidación microbiana de el sulfídrico y del ferroso, se describe la vida quimiolitrótofa. ‹ Describe la fijación del nitrógeno y la simbiosis con plantas. ‹ Clasifica a los microorganismos del suelo: autóctonos y zimogenos ‹

Esconsiderado consideradoelelpadre padrede dela lamicrobiología microbiologíadel delsuelo suelo Es

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Martinus Beijerinck (principios del siglo XX) “La forma en que yo enfoco la microbiología….puede exponerse brevemente como el estudio de la ecología microbiana, es decir la relación entre las condiciones ambientales y las formas especiales de vida que les corresponde”

„

Aisla agentes simbióticos y la simbiosis con plantas. ‹ Ciclo del nitrógeno y del azufre. ‹ Reconoce la ubicuidad de los microorganismos y la influencia selectiva de las condiciones ambientales desarrolla técnicas de enriquecimiento. ‹ Funda una escuela dedicada al estudio de la diversidad y la fisiología bacteriana. ‹

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„

Kluyver A., van Niel C. y Stanier R: mayor compresión del papel de los microorganismos en los procesos de reciclado. Fisiología Microbiana.

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1970: Comité de Microbiología Ambiental: reconoce formalmente la disciplina ecología microbiana.

„

1977 I International Symposium on Microbial Ecology

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PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN EL FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS

Flujo Flujo de de Materia yenergía Energía

Productores Productores primarios primarios

Algas eucarióticas Cianobacterias Anoxifotobacterias Bacterias quimiolitotrofas

Reciclado de nutrientes

Consumidores Consumidores

Descomponedores Descomponedores

Protozoos, Algas mixotrofas Bacterias (loop microbiano)

Hongos, Bacterias

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Todos los seres vivos de la Tierra dependen de la vida procariota Miembros esenciales de la biosfera, hacen posible el funcionamiento de los ciclos biogeoquímicos. „ Están presentes en todos los lugares en los que pueda existir vida. „

‹ -Tamaño

pequeño: gran capacidad de dispersión. ‹- Variabilidad y flexibilidad metabólica: tolerar y adaptarse a las condiciones ambientales. ‹- Plasticidad genética (transferencia horizontal de genes): recombinar y recolectar las características positivas. „

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Si bien existen interacciones desfavorables entre la actividad humana y los microorganismos: enfermedad, degradación, etc.

Losmicroorganismos microorganismos juegan juegan un un importante importante rol enla la Los rol en resolución de de problemas problemas ambientales resolución ambientales yy económicos económicos

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Además.... Este universo de vida “invisible” representa un vasto terreno todavía inexplorado de conocimiento y diversidad biológica.

No sabríamos de la vida en condiciones extremas

La fotosíntesis sería aerobia y oxigénica

Los seres vivos más longevos no superarían los 1000 años

Sin el conocimiento de los microorganismos la biología sería muchos más limitada 9

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Los microorganismos constituyen el principal componente de la biodiversidad pero.... Se requieren herramientas apropiadas para cuantificar y evaluar:  „ La diversidad (microorganismos presentes)  „ La distribución (heterogeneidad espacial y temporal de las comunidades en su ambiente).  „ La actividad (funciones de los microorganismos)

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Estos estudios estuvieron limitados durante años a la microbiota que puede ser cultivada en el laboratorio: „

Condiciones ambientales artificiales que solo permite el desarrollo de unos pocos microorganismos.

„

Los resultados dependen de la habilidad, persistencia y suerte? del investigador.

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• G J Olsen, D J Lane, S J Giovannoni, N R Pace, D A Stahl.1986. Microbial Ecology and Evolution: A Ribosomal RNA Approach. Annu. Rev. of Microbiol., • N R Pace, D A Stahl, D J Lane, G J Olsen.1986.The Analysis of Natural Microbial by ribosomal sequences.En Advances in Ecology. Vol. 9. K.C. (Ed.). Plenum Press, pp.

Metodología que liberó a la microbiología de la “esclavitud” del cultivo en placa

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Interacciones microbianas y Evolución Colonización de otros planetas

Genética y Biología Molecular

Ecología Microbiana

Microbiología Suelo, agua, etc.

Aplicada Ecología de ecosistemas (suelo, lago, rumen, etc.) Tratamiento de agua

Bioquímica y Trat de residuos sólidos Fisiología Biorremediación Control de enfermedades 18

Desafío del siglo XXI Convertir estas “piezas inanimadas de información” (genes) en conocimiento de la actividad celular

Integración de los estudios tradicionales de fisiología, genética y ecología con las modernas genómica y proteómica

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