Anar al contingut

Ecologia microbiana

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
Archiu:Great-plate-count-anomaly-es.svg
La gran anomalia del reconte de plats. Els recontes de cèlules obtingudes per mig de cultiu són órdens de magnitut més baixes que les que s'observen directament al microscopi. Açò es deu a que els microbiólogos poden cultivar solament una minoria de microbis naturals utilisant les tècniques de laboratori actuals, depenent del mig ambient.[1]

La ecologia microbiana (o microbiologia ambiental) és l'ecologia dels microorganismes: la seua relació entre sí i en el seu entorn. Es referix als tres dominis principals de la vida: eucariota, estoves i bactèries, aixina com als virus.[2]


Els microorganismes, pel seu omnipresencia, impacten en tota la biosfera. La vida microbiana juga un paper principal en la regulació dels sistemes biogeoquímics en pràcticament tots els entorns del nostre planeta, inclosos alguns dels més extrems, des d'entorns gelats i llac àcits, fins a respiraders hidrotermales en el fondo dels oceans més profunts i alguns dels més familiars, com l'intestí prim humà.[3][4] Com a conseqüència de la magnitut quantitativa de la vida microbiana (calculada com 5.0×1030 cèlules; huit voltes major que el número d'estreles en l'univers observable[5][6]), els microbis, en virtut de la seua biomassa únicament, constituïxen un sumidero de carbono significatiu.[7] A banda de la fixació de carbono, els processos metabòlics colectius clau dels microorganismes (inclosa la fixació de nitrogen, el metabolisme del metà i el metabolisme del sofre) controlen el cicle biogeoquímic global.[8] L'immensitat de la producció de microorganismes és tal que, inclús en absència total de vida eucariota, estos processos provablement continuarien sense canvis.[9]

Història

[editar | editar còdic]

Si ben els microbis s'han estudiat des de el XVII, esta investigació es va realisar des d'una perspectiva principalment fisiològica més que ecològica.[10] Per eixemple, Louis Pasteur i els seus discípuls estaven interessats en el problema de la distribució microbiana tant en la terra com en l'oceà.[11] Martinus Beijerinck va inventar el cultive d'enriquiment, un método fonamental per a estudiar els microbis del mig ambient. A sovint se li atribuïx incorrectament l'enquadrament de l'idea biogeográfica microbiana de que "tot està en tots els llocs, pero el mig ambient selecciona", que va ser declarat per Lourens Baas Becking.[12] Sergei Winogradsky va ser un dels primers investigadors en intentar comprendre els microorganismes fora del context mèdic, lo que ho va convertir en un dels primers estudiants d'ecologia microbiana i microbiologia ambiental, va descobrir la quimiosíntesis i va desenrollar la columna de Winogradsky en el procés.[13]

No obstant, Beijerinck i Windogradsky es varen centrar en la fisiologia dels microorganismes, no en el hàbitat microbiano ni en les seues interaccions ecològiques. L'ecologia microbiana moderna va ser llançada per Robert Hungate i colaboradors, els qui varen investigar l'ecosistema del rumen. L'estudi del rumen va requerir que Hungate desenrollara tècniques per a cultivar microbis anaeròbics, i també va ser pioner en un enfocament quantitatiu per a l'estudi dels microbis i les seues activitats ecològiques que diferenciaven les contribucions relatives de les espècies i les vies catabólicas.

El progrés en l'ecologia microbiana s'ha relacionat en el desenroll de noves tecnologies. La medició de les taxes de processos biogeoquímics en la naturalea va ser impulsada per la disponibilitat de radioisòtops a partir de la década de 1950. Per eixemple, 14CO2 va permetre l'anàlisis de les taxes de fotosíntesis en l'oceà. Un atre alvanç significatiu es va produir en la década de 1980, quan es varen desenrollar microelectrodos sensibles a espècies químiques com l'O2.[14] Estos electrodos tenen una resolució espacial de 50 a 100 μm i han permés l'anàlisis de la dinàmica biogeoquímica espacial i temporal en sediment i capes microbianas.


Encara que la medició de les taxes de processos biogeoquímics podia analisar qué processos estaven ocorrent, estaven incomplets perque no proporcionaven informació sobre quins microbis específics eren els responsables. Durant molt temps se sabia que les tècniques de cultiu "clàssiques" recuperaven menys del 1% dels microbis d'un hàbitat natural. No obstant, a partir de la década de 1990, es va desenrollar un conjunt de tècniques independents del cultiu per a determinar l'abundància relativa de microbis en un hàbitat. Carl Woese va demostrar per primera volta que la seqüència de la molècula de ARN ribosómico 16S podria usar-se per a analisar relacions filogenético. Norm Pastura va prendre esta idea seminal i la va aplicar per a analisar 'quí està ahí' en entorns naturals. El procediment implica (a) aïllament de àcit nucleicos directament d'un entorn natural, (b) amplificament per PCR de seqüències de gens de ARNr de subunidades menudes, (c) seqüenciació dels amplicones i (d) comparació d'eixes seqüències en una base de senyes de seqüències de cultius purs i ADN ambiental.[15] Açò ha proporcionat una gran comprensió de la diversitat present en els hàbitats microbianos. No obstant, no resol cóm vincular microbis específics a la seua funció biogeoquímica. La metagenómica, la seqüenciació de el ADN total recuperat d'un entorn, pot proporcionar informació sobre el potencial biogeoquímic,[16] mentres que la metatranscriptómica i la metaproteómica poden medir l'expressió real del potencial genètic, pero seguixen sent tècnicament més difícils.[17]

Rols

[editar | editar còdic]

Els microorganismes són la columna vertebral de tots els ecosistemes, pero més encara en les zones a on la fotosíntesis no pot realisar-se per falta de llum. En tals zones, els microbis quimiosintéticos proporcionen energia i carbono als demés organismes. Estos organismes quimiotróficos també poden funcionar en ambients que carixen d'oxigen utilisant uns atres aceptores d'electrons per a la seua respiració.

Atres microbis són descomponedores, en la capacitat de reciclar els nutrients dels productes de rebuig d'atres organismes. Estos microbis juguen un paper vital en els cicles biogeoquímics. El cicle del nitrogen, el cicle del fòsfor, el cicle del sofre i el cicle del carbono depenen dels microorganismes d'una forma o una atra. Per eixemple, el gas nitrogen que constituïx el 78% de l'atmòsfera terrestre no està disponible per a la majoria dels organismes, fins que es convertix en una forma biològicament disponible per mig del procés microbiano de fixació de nitrogen.

Per l'alt nivell de transferència horisontal de gens entre comunitats microbianas, l'ecologia microbiana també és important per als estudis d'evolució.


Referències

[editar | editar còdic]
  1. ↑ Genome Biology.3(2)
    reviews0003.1.ISSN 1474-760X.doi:10.1186/gb-2002-3-2-reviews0003.
  2. ↑ Northrup, Diana E. (2011). Microbial ecology, Wiley-Blackwell, p. 22. OCLC 757394257. ISBN 978-1-118-01582-7.
  3. ↑ Nature.459(7244)
    180–184.ISSN 1476-4687.doi:10.1038/nature08056.
  4. ↑ The ISME journal.3(11)
    1223–1230.ISSN 1751-7370.doi:10.1038/ismej.2009.88.
  5. ↑ Proceedings of the National Academy of Sciences.95(12)
    6578–6583.ISSN 0027-8424.doi:10.1073/pnas.95.12.6578.Consultat el 30 de juliol de 2022.
  6. ↑ «number of stars in the observable universe - Wolfram|Alpha» (en és). és.wolframalpha.com. Consultat el 2022-07-30.
  7. ↑ DeLaune, R. D.; CRC Press LLC, {{{nom2}}} (2008). Biogeochemistry of wetlands : science and applications, CRC Press, p. 116. OCLC 298767678. ISBN 978-1-56670-678-0.
  8. ↑ Nature.459(7244)
    200–206.ISSN 1476-4687.doi:10.1038/nature08059.
  9. ↑ Nature.459(7244)
    179.ISSN 1476-4687.doi:10.1038/459179a.
  10. ↑ Konopka, A. (2009-01-01). Ecology, Microbial (en en), Academic Press, pp. 91–106. doi:10.1016/b978-012373944-5.00002-x. ISBN 978-0-12-373944-5.
  11. ↑ Journal of the History of Biology.51(1)
    107–133.ISSN 1573-0387.doi:10.1007/s10739-017-9477-8.Consultat el 2022-07-29.
  12. ↑ Environmental Microbiology.8(4)
    755–758.ISSN 1462-2912.doi:10.1111/j.1462-2920.2006.01017.x.
  13. ↑ Madigan, Michael T. (2015). Brock biology of microorganisms, Fourteenth edition edició, p. 644. OCLC 857863493. ISBN 978-0-321-89739-8.
  14. ↑ Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
  15. ↑ Frontiers in Microbiology.8ISSN 1664-302X.doi:10.3389/fmicb.2017.01561.
  16. ↑ Annual Review of Microbiology.74
    117–135.ISSN 1545-3251.doi:10.1146/annurev-micro-012520-072314.
  17. ↑ Frontiers in Genetics.10
    904.ISSN 1664-8021.doi:10.3389/fgene.2019.00904.
Obtingut de «https://www.lenciclopedia.org/w/index.php?title=Ecologia_microbiana&oldid=823035»