TEÓRICO IV

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TEÓRICO IV. TEMARIO. UNIDAD IV: Ecología microbiana del suelo. Distribución de los microorganismos. Interacciones biológicas entre microorganismos y microorganismos-planta. Efecto rizosférico. - PowerPoint PPT Presentation

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ECOLOGIA MICROBIANA

TERICO IVUNIDAD IV: Ecologa microbiana del suelo. Distribucin de los microorganismos. Interacciones biolgicas entre microorganismos y microorganismos-planta. Efecto rizosfrico. UNIDAD V: Degradacin de compuestos orgnicos en el suelo. Tipo de materia orgnica. Sucesiones microbianas de la descomposicin. Balance humificacin y deshumificacin. Tasa de descomposicin (k). TEMARIOUNIDAD IV: ECOLOGIA MICROBIANA Relacin de los microorganismos con el ambiente donde habitan: fraccin abitica (el hbitat): suelo partculas minerales (arena, limo, arcilla)agua y solutosgases (aire)compuestos orgnicos una fraccin bitica (los componentes vivos):races fauna (detritvoros)microorganismos (descomponedores).

1% materia viva4% materia orgnicaESTAMENTO DESCOMPONEDORESBIOMASA MICROBIANA DEL SUELOP= V x D= 10-12 cm3 x 1.5g/cm3 = 1.5 x10-12 g

Bacterias/g suelo = 109

Biomasa de bacterias/g suelo = 109 x 1.5 x10-12 g = 1.5 x10-3 g

Biomasa por Ha Peso de 1 Ha = V x DV= 10.000 m2 x 0.2m = 2.000 m3Densidad del suelo = 1 gr/cm3 P = 2.000 m3 x 1.000 Kg/m3 = 2 x106 Kg Biomasa de bacterias por Ha = 2x106 Kg x 1.5x10-3 Kg = 3.000 Kg/HaDISTRIBUCIN DE LOS MICROORGANISMOS EN EL SUELO

Alta variabilidad espacial.

Alta variabilidad temporal.En relacin con:Presencia de racesDescripcin de la muestraBacterias(millones/g)Suelo distante 15 cm14.2Suelo distante 0-15 cm25.4Suelo junto a races122.0Material superficial de la raz1315.6 (Efecto rizosfrico)Estructura de agregacinPrcticas de manejo agrcolaInfluencia de la proximidad a las races sobre la abundancia de bacteriasDistribucin de grupos microbianos en el perfil del sueloHorizontecmBacterias aerbicasBacterias anaerbicasActinomycetesHongosAlgasProtozoosA00-101.116.9151.00011.335303.000500640A110-121.111.00070.00016.000165.0005.000320A212-20317.640181.00011.95077.50010040B20-4019.750700.0007.25014.74010010C50-10046310.0001971.85000Humedad (%)% de la capacidad de campoBacterias totales(miles/g)% relativo a la microflora total6.5309.9803310.05011.8904016.16516.1405517.47029.96010021.710025.28084Humedad del suelo y nmero de bacteriasHorizontecmMateria orgnica(%)Bacterias aerbicas(106/g)Bacterias anaerbicas(106/g)A00-68.00149.21.0A16-123.11131.81.8B112-242.41108.310.0B228-481.7045.31.0C48-800.806.00.01Efecto de la materia orgnica sobre las bacteriasSuelopHBacteriasActinomycetesHongosGris margoso7.818.2092.230.25036.000Pardo arcilloso7.62.230.0001.700.00059.000Arcilloso rojo6.41.650.000245.00074.500Suelo tropical4.4127.00075.000245.000Podzol arenoso3.816.00022.000125.000Influencia del tipo de suelo y el nmero de microorganismos

Estructura de un agregado de suelo y sedimentosINTERACCIONES MICROBIANAS1 - SinergismosComensalismo: El comensalismo es una forma de interaccin biolgica en la que uno de los intervinientes obtiene un beneficio, mientras que el otro no se ve ni perjudicado ni beneficiado

Remocin de sustratos. Liberacin de sustancias biticas: AA, Vitaminas, bases. Remocin de inhibidores: destruccin de toxinas, reduccin de presin osmtica, variacin de O2 y pH. Proteccin ,albergue y superficies adecuadas.Mutualismo: El mutualismo es una interaccin biolgica, entre individuos de diferentes especies, en donde ambos se benefician y mejoran su aptitud biolgica.Sntesis y degradacin de molculas.Simbiosis: simbiosis se aplica a la interaccin biolgica, a la relacin estrecha y persistente entre organismos de distintas especies.Hbitat, nutricional, no casual, especfica.

MUTUALISMO: AzospirillumREFERENCIAS

Azospirillum lipoferum

A y C cultivados en medio lquido

B y D cultivados en medio slido

F: flagelo polar

L: flagelos laterales

MUTUALISMO: Azospirillum

SIMBIOSIS: Rhizobium

Imagen de microscopio en la que se observa a la bacteria 'Rhizobium' colonizando la raz del trbol.2 - AntagonismosAmensalismoInteraccin biolgica que se produce cuando unorganismose ve perjudicado en la relacin y el otro no experimenta ninguna alteracin, es decir, la relacin le resulta neutra. Una especie produce sustancias: Inhibidoras (microbiostticas)Txicas (microbiocidas)baja especificidad (cidos inorgnicos y orgnicos, alcoholes, etc)

alta especificidad (antibiticos)

Competencia: inter o intraespecficaLa capacidad de un organismo para competir depende de:Alta velocidad de crecimientoTolerancia a factores abiticosTolerancia a fluctuaciones ambientalesCapacidad de multiplicarse a bajas concentraciones de nutrientes limitantesEficiencia en el uso de nutrientes limitantesRequerimientos de factores de crecimiento (prottrofo aventaja a auxtrofo)Capacidad de sintetizar y almacenar sustancias de reserva.Capacidad de trasladarse a lugar con mejor disponibilidad del nutriente limitanteParasitismoPredacinParsito: organismo que se nutre a partir de clulas, tejidos o fluidos de otro organismo denominado hospedante Parsitosfacultativos

obligados

Parsitosendoparsitos (bacterifagos)

ectoparsitos (poco frecuente entre microorganismos)

El periodo de contacto entre los organismos es corto y la presa normalmente es muerta y digerida rpidamente. El predator normalmente es de vida libre, de mayor tamao que la presa y de menor especificidad en sus hbitos alimenticios.Relacin entre nmero de presas y energa de captura (los protozoos consumen bacterias si estn prximas, de manera tal que la energa ganada en la predacin sea mayor que la necesaria para predarlas).

EFECTOS SOBRE EL SUELO:Retencin de agua.

Aireacin.

Agregacin.

Estructura.

Reserva de nutrientes.

Regulacin de pH.MATERIA ORGNICA

TIPOS DE MATERIA ORGNICA

M.O. fresca: restos orgnicos que por su tamao y estado de conservacin se identifica su estructura y origen.

M.O. en descomposicin o no humificada: compuestos orgnicos solubles y de bajo peso molecular originados de la degradacin de la MO fresca.

M.O. nativa o humus: se sintetiza en el suelo a partir de los productos resistentes a la degradacin de la MO fresca.MATERIA ORGNICA FRESCA

COMPUESTOS SIMPLES:COMPUESTOS POLIMERIZADOS:COMPUESTOS HIDROFOBOS:HIDRATOS DE CARBONO.PEPTIDOS.AMINOCIDOS.PROTEINAS.CIDOS NUCLEICOS.ALMIDN.CELULOSA.HEMICELULOSAS.SUSTANCIAS PCTICAS.QUITINA.LIGNINA.TANINOS.CERAS.GRASAS.CUTINA.citoplasmacitoplasmapared celularFactores que afectan la proporcin de los distintos componentes:

OrigenEspecieEdadEstado fenolgicoCondiciones climticas18Constituyentes% de materia secaCenteno joven AlfalfaAcculas de pinoGrasas y ceras2.3510.4123.92Solubles en agua29.5417.247.29Hemicelulosas12.6713.1419.98Celulosa17.8423.6516.43Lignina10.618.9522.68Protenas12.2612.812.19Cenizas12.5510.302.51Composicin qumica de distintos vegetales

Efecto de la edad en la composicin qumica de la cebada

MATERIA ORGNICA FRESCA

DESCOMPOSICIN DE COMPUESTOS POLIMERIZADOS

ENZIMAS:EXTRACELULARES.

ADSORBIBLES POR ARCILLAS y CIDOS HMICOS.

FACILMENTE DEGRADABLES.FACILIDAD DE DESCOMPOSICION:TIPO DE ENLACE ENTRE MONOMEROS

TIPO DE ENLACE ENTRE C.

COSTO-BENEFICIO PARA EL MICROORGANISMO.DESCOMPOSICIN DE COMPUESTOS POLIMERIZADOS

PROTENAS

Aminocido aliftico

Aminocido aromtico

Aminocido azufrado

Enlace peptdico

Enlace puente disulfuroALMIDNORGANISMOS AMILOLTICOS: MUY DIVERSOS Y ABUNDANTES.

- BACTERIAS (con o sin esporas, aerobias y anaerobias, Gram + o -) - HONGOS. - ACTINOMICETES.

ENZIMAS: AMILASAS: amilosas Enlace glicosdico 1-4. GLUCOSIDASAS: amilopectinasEnlace glicosdico 1-6.

Enlace glicosdico 1-6Enlace glicosdico 1-4Amilopectina

ESTRUCTURA DE LA PARED CELULAR DE LAS PLANTAS

CELULOSAORGANISMOS CELULOLTICOS:

- HONGOS (muy abundantes). - ACTINOMICETES. - BACTERIAS (muy especficas: aerobias (Mixobacterias. anaerobias (Clostridium). ENZIMAS: CELULASAS

FIBRA DE CELULOSA

HEMICELULOSASMICROORGANISMOS:

- BACTERIAS (especficas). - HONGOS Y ACTINOMICETES (muy abundantes).

ENZIMAS: AMILASAS (ENLACE GLICOSDICO 1-4)

DESCOMPOSICIN DE COMPUESTOS POLIMERIZADOS

SUSTANCIAS PCTICASORGANISMOS PECTINOLTICOS:

- BACTERIAS (especialmente las patgenas y simbiticas). - HONGOS (patgenos y degradadores primarios). - ACTINOMICETES.

Estructura de la pectinaUNIDAD ESTRUCTURAL: cido galacturnico ENLACE GLICOSDICO 1-4 QUITINAUNIDAD ESTRUCTURAL: acetilglucosamina ENLACE GLICOSDICO 1-4

ENZIMA: QUITINASA (poco comn en la naturaleza)

MUREINA

ENLACE GLICOSDICO 1-4

(degradacin lenta)

ENLACE PEPTDICO

(degradacin rpida)LIGNINAMICROORGANISMOS: - BACTERIAS (especialmente las patgenas y simbiticas). - HONGOS (patgenos y degradadores primarios). - ACTINOMICETES.ENZIMAS: HIDRLISIS DE ANILLOS AROMTICOS (accin rpida) RUPTURA DE ENLACES (accin rpida). RUPTURA DE ANILLOS (accin lenta).

Sucesin microbiana de la descomposicinMO fresca

UTILIZACIN DE COMPUESTOS SOLUBLES DE LA MO. FRESCA

fauna detritvora hongos pectinolticos microorganismos aerbicos y hongos sacarolticos

2. DEGRADACIN DE POLMEROS (pared celular y citoplasma)a. degradacin de la hemicelulosab. ruptura de puentes H de la celulosac. hidrlisis de los enlaces glicosdicos de la celulosad. hidrlisis de la ligninae. hidrlisis de polmeros citoplasmticos

3. DEGRADACIN DE MONMER