UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCADEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIAS BIOLOGICAS ÁREA ACADÉMICA DE MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA MICROHIDROBIOLOGÍA MANUAL TEÓRICO DE REVISIÓN AUTOR: Dr. Marco A. Rivera Jacinto CAJAMARCA - 2013 Curso de Microhidrobiología 2013 MICROHIDROBIOLOGÍA INTRODUCCIÓN La microhidrobiología o microbiología de las aguas es una rama de la microbiología, una disciplina que estudia la estructura y la vida de los microorganismos de la hidrosfera conformada por manantiales, ríos, lagos y mares del planeta, así como su función en el ciclo material del agua y los sedimentos. Desde el punto de vista ecológico, como rama de la ecología, la microhidrobiología se ocupa también de las relaciones que mantienen estos organismos con su medio o espacio vital y con los demás miembros de su comunidad biológica. Los microorganismos pueden ser propios o característicos de la fuente acuática, de origen natural o llamados también “indígenas”; o pueden tener su origen en otro medio y llegar a la fuente de agua de manera intermitente, nombrándolos como “transitorios”, con origen en el aire o el suelo, o a partir de procesos domésticos o industriales humanos. Los medios acuáticos se pueden dividir en dos clases: lénticos (lentus=tranquilo, plácido) y lóticos (lotus=lavado, arrastrado). No siempre es fácil delimitar los dos casos y algunos organismos oscilan entre los dos tipos. Las aguas del planeta pueden clasificarse en naturales, dulces, estuarios, saladas y termales; y pueden contener microorganismos, en sentido estricto, como las bacterias, cianobacterias, hongos, algas, protozoos y metazoos pequeños como los rotíferos. Además debemos añadir la presencia de una diversidad de virus. En los últimos años han adquirido real importancia algunos nemátodos microscópicos por su importancia como indicadores biológicos de contaminación. Los hábitats acuáticos se pueden dividir en tres categorías según el tipo de agua: a) hábitas con aguas permanentes; b) los que se secan ocasionalmente; 3) y aquellos que presentan agua sólo en algunas ocasiones. La mayor o menor abundancia de cada tipo de hábitat dependerá de la cantidad de lluvia caída durante el año. Los geógrafos clasifican las aguas como subterráneas y superficiales y distinguen las continentales o interiores, es decir, las de los manantiales, ríos y lagos, de las de los mares, o sea, los océanos con sus zonas marginales. Todas las aguas son biotopos de los microorganismos correspondientes, cada uno con sus propias condiciones físicas y químicas, que pueden ser diversas, de las que depende la composición de las comunidades biológicas y de la microflora. Las aguas subterráneas o freáticas y los manantiales albergan una escasa microflora debido a su pobreza nutritiva, y los organismos superiores faltan casi por completo en ellas. Por eso esta agua representa una fuente de abastecimiento importante de agua potable. Ambientes de agua dulce: los ambientes acuáticos típicos son los lagos, estanques, ríos y manantiales. Los ambientes acuáticos difieren considerablemente de cualquier otro en sus propiedades fisicoquímicas, por lo que la composición de especies microbianas que viven ahí son distintas. Los organismos fototróficos predominantes en la mayoría de los ambientes acuáticos son microorganismos. En las zonas óxicas, cianobacterias y algas son los más abundantes; en las zonas anóxicas dominan las bacterias fototróficas anoxigénicas. Las algas que flotan o se mantienen en suspensión se denominan fitoplancton; las que se adhieren al fondo o a los lados, algas bénticas. La actividad microbiana de un ecosistema acuático depende de la tasa de producción primaria que llevan a cabo los organismos fototrópicos. Los fotótrofos oxigénicos producen nuevo material orgánico, así como oxígeno. Cuando la actividad fotosintética es muy elevada, la materia orgánica lleva al agotamiento de oxígeno y a condiciones anóxicas. Dr. Blgo. Marco A. Rivera Jacinto 2 reciclar minerales. PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS EN EL AGUA Los microorganismos desempeñan un papel destacado en el equilibrio biocenótico de las aguas. Florecimientos Algales: MAREA ROJA El incremento numérico de algunos tipos de microalgas produce un fenómeno natural denominado marea roja.Curso de Microhidrobiología 2013 Ambientes marinos: los océanos tienen características especiales de salinidad. Existen eventos donde estas algas manifiestan una peligrosa toxicidad que se detecta en mariscos sin cambios en la coloración del agua. Los eventos conocidos como “mareas rojas” no siempre son rojos. Relaciones con animales y vegetales que tienen su hábitat en el mismo medio. Solo unas 40 especies del fitoplancton de un total superior a los 4 mil. muchos de ellos dependen del metabolismo fototrópico de una u otra clase. Dr. pero las cianofitas o cianobacterias son por ejemplo capaces de fijar nitrógeno molecular además de cumplir con su función productora primaria. cuya función decisiva permite el reingreso rápido de las sustancias inorgánicas más importantes en los ciclos materiales. En esta primera parte del curso estudiaremos los siguientes tópicos (en cada grupo microbiano): Estructura y vida de microorganismos acuáticos. asimilar y reintroducir en la cadena alimenticia materia orgánica disuelta. La aplicación de técnicas de tinción genética. Por suerte para las personas. que se detecta porque puede verse un cambio notable en la coloración del agua. Estas funciones son mejor conocidas entre las bacterias y los hongos microscópicos acuáticos. En relación a los procariotas. las especies letales de microalgas son relativamente escasas. Por lo tanto. La parte profunda del mar es un hábitat frío y oscuro. con una elevada presión hidrostática y baja disponibilidad de nutrientes. es mejor denominarlas Florecimientos de Algas Nocivas. los cambios espectaculares en la coloración del agua pueden ser causados por microalgas que no son tóxicas. el papel que cumplen los microorganismos acuáticos abarca: descomponer materia orgánica. en tanto que las Archaea prevalecen en aguas mas profundas. las especies del dominio Bacteria suelen predominar en las aguas superficiales. A pesar de los efectos adversos para la salud humana. producen sustancias tóxicas para el ser humano y otras especies. estos florecimientos son fenómenos beneficiosos pues las microalgas son el alimento natural de muchos organismos marinos. alberga un significativo número de microorganismos. Aunque el agua marina es nutricionalmente mas pobre que algunas masas de agua dulce. Marco A. aislamiento y secuenciación de genes está proporcionando nueva información de los microorganismos marinos. que se encuentran en las mayores profundidades. Procesos microbiológicos más importantes en las aguas. Blgo. Rivera Jacinto 3 . en otros casos. Función en el ciclo material del agua y los sedimentos. Desde el punto de vista ecológico. son la base de las cadenas tróficas reciclando la materia orgánica disponible o como agentes desintegradotes. contribuir a la producción primaria e influir en el clima. Algunos microorganismos crecen mejor bajo condiciones de presión y los tipos extremos. temperatura media y estado nutricional. necesitan presiones elevadas para crecer. LOS PROTOZOOS EN LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES Los protozoos son considerados como bioindicadores del estado de funcionamiento de las depuradoras de aguas residuales. Blgo. es decir. donde se aloja el material genético y el citoplasma. algunos se impulsan agitando estructuras llamados flagelos (pelos largos). con diferencias notables en dimensiones y formas. Están presentes como depredadores de las bacterias en los lodos activados para el tratamiento de aguas residuales. Dr. como las amibas. Se pueden clasificar según su capacidad de movimiento. Muchas especies se comportan de manera semejante a animales minúsculos con capacidades metabólicas y de reproducción. Otros tienen aberturas llamadas poros bucales. primero por el consumo directo de materia orgánica disuelta en el agua y de las poblaciones bacterianas que se desarrollan en el medio. independiente). Otros. La actividad de los protozoos contribuye significativamente a la reducción de la DBO. lo cual provocará posteriormente la formación de flóculos: acumulaciones de materia. Los protozoarios son un amplio conjunto de microorganismos unicelulares. Algunos pueden capturar y deglutir organismos mayores en tamaño. Otros tienen locomoción mediante seudópodos y otros son sésiles (sin desplazamiento propio. como se impulsa con la cola un pez a través de su hogar acuoso. que según algunos zoólogos forman el Phylum Protozoa. que buscan y recolectan bacterias. destacando en la detección y prevención de variaciones en la continuidad de los procesos. como el protozoario Loxodes. Se reproducen por segmentación donde cada célula da lugar a dos células hijas. Son de dimensiones microscópicas variables entre las 10 micras y varios milímetros. El cuerpo de estos organismos puede estar formado por una sola célula o por una colonia de células iguales entre sí. Son considerados como la forma más antigua de vida animal. Algunos son parásitos que viven en líquidos orgánicos como la sangre o en líquidos tisulares vegetales. Todos los protozoarios digieren su alimento dentro de compartimientos similares a estómagos llamados vacuolas. El metabolismo de los protozoos es la base de su actuación en la depuración de las aguas.Curso de Microhidrobiología 2013 ORGANISMOS DE IMPORTANCIA EN AMBIENTES ACUÁTICOS PROTOZOOS ACUATICOS La palabra protozoario significa "pequeño animal". Constituyen un grupo heterogéneo de unos 25. flagelados y rizópodos. a través de la excreción de materiales mucilaginosos. aunque sean unicelulares se reconocen como organismos completos en cuyas estructuras se llevan a cabo todas las funciones propias de animales multicelulares. Los protozoarios son primariamente acuáticos y viven en el agua dulce o salada. siendo fundamentales en los sistemas de depuración biológica de las aguas residuales. Otros. rodean el alimento y lo engullen. que a veces pueden intercambiar material genético. principalmente los de los grupos ciliados. Marco A. Algunos viven en el suelo húmedo arrastrándose en la capa de agua que rodea a cada partícula del suelo.000 organismos que poseen estructura celular típica. Algunos absorben el alimento a través de sus membranas celulares. con los cuales barren el alimento. en pequeñas lagunas o en los océanos. nadan batiendo proyecciones similares a pelos cortos llamados cilios en un patrón rítmico similar al que producirían muchos minúsculos remos. Su interior celular está diferenciado por el núcleo. Son los principales consumidores de las poblaciones bacterianas en los sistemas acuáticos e intervienen en la formación de coágulos sedimentables. algas y otros protozoarios como alimento. Rivera Jacinto 4 . se considera a los protozoos como elementos bioindicadores de las condiciones del medio donde habitan. en el caso de los autótrofos. su concentración y proliferación dependen directamente de parámetros como la concentración de nutrientes. se favorecerán los procesos de crecimiento celular de los protozoos. reduce la DBO en plantas con una microfauna bien desarrollada. que son agregaciones de partículas minerales. la mayoría de depuradoras existentes y en construcción se basan en procesos de lodos activados. Estos flóculos serán fácilmente decantables en procesos de depuración de aguas residuales convencionales. su mayor o menor desarrollo poblacional y la cantidad de materia orgánica del medio. como son los ciliados. Posteriormente se desarrollan otro tipo de protozoos que se alimentan de bacterias. o lo que es lo mismo. o sea. A medida que se va produciendo la degradación biológica de la materia orgánica y las condiciones del medio se modifican. a la vez que excretan sales minerales que remineralizarán el agua. en la que disminuye la concentración de bacterias y de sales. La mayoría de los protozoos son de distribución cosmopolita. Durante la mineralización. poblaciones bacterianas. formando en su interior vacuolas digestivas. donde cada individuo se divide en dos exactamente iguales. Actualmente. en los que es determinante la presencia de protozoos. que van a hacer disminuir la población bacteriana. en colonias o comunidades poblaciones agrupadas dependientes siempre de las condiciones del medio. los protozoos. En función de esta característica se desarrolló el sistema de los saprofitos. de saneamiento. Dr. que salen del cuerpo de diversa manera. juegan un importante papel como productores primarios de las redes alimentarias. Para su desarrollo ingieren la materia orgánica disuelta en el agua y las colonias de bacterias. oxígeno. Si las condiciones del medio son óptimas. la cantidad y calidad de materia orgánica. etc. lo cual equivale a un aumento de la biomasa poblacional más que en un aumento de la biomasa del propio individuo. Marco A. o a través de citoplasma cromatóforo. son una información directa sobre el estado real de los procesos de depuración de aguas residuales. consistente en una serie de listas taxonómicas ordenadas en base a la resistencia que presentan los organismos a la cantidad de materia orgánica presente. materia orgánica. los protozoos pueden ser considerados como parámetros bioindicadores del estado de funcionamiento de las depuradoras. principalmente mediante procesos de escisión binaria. repletas de enzimas encargadas de la degradación del alimento en el caso de los organismos heterótrofos. ello mejora la calidad de los efluentes. junto con organismos fotosintéticos. con presencia de materia orgánica disuelta y de bacterias fecales. Rivera Jacinto 5 . de determinación de la calidad del agua residual. pero no preciso. caracterizada por una disminución de la materia orgánica y. pH. En conclusión. reducen la cantidad de sales minerales del medio y sirven de soporte a otras poblaciones superiores. mineralización del medio. por ello.Curso de Microhidrobiología 2013 En los medios acuáticos. existiendo una relación entre la aparición de determinadas especies. bacterias y protozoos en el seno de la matriz mucilaginosa. aumenta la concentración de bacterias y de protozoos que van a descomponer la materia orgánica. la cual presenta la particularidad de ser pegajosa. Este proceso se desarrolla en dos fases. orgánulos con función fotosintética. formarán los flóculos. siendo una herramienta útil para el control de las mismas y para la detección y prevención de posibles problemas. Blgo. rotíferos y nematodos. o sea. los tipos y cantidades de protozoos varían. La presencia de un determinado tipo de protozoos. la segunda. Los productos de excreción. reduciendo la turbidez del medio al disminuir la cantidad de bacterias dispersas. temperatura. Es un método rápido. entre otras. Uno de los grupos más interesantes de los fitoflagelados que poseen cubierta inerte. Los zooflagelados poseen uno o más flagelos y carecen de cromoplastos. Marco A. FORMA Y ESTRUCTURA DE LOS FLAGELADOS Casi todos los flagelados poseen extremidades anteriores y posteriores definidas. Blgo. como ya lo dijimos arriba. Volvox. Los coanoflagelados. Se reproducen por división múltiple. MASTIGOPHORA O FLAGELADOS Esta súper clase incluye aquellos protozoarios que poseen flagelos como órganos locomotores (filamentos largos y delgados que salen del protoplasma). Aunque la mayor parte de los flagelados son pequeños y difíciles de estudiar. que son marinos. Dr. Su cuerpo esta cubierto por una delgada película con engrosamientos especiales. se considera el grupo primitivo más importante de los protozoarios. Algunas son de vida libre. Una de las especies parásitas más importantes por su potencialidad patógena en aguas continentales es la Giardia lamblia o G. algunos como los miembros del género Euglena son voluminosos y pueden utilizarse como representativos de esta clase. son los dinoflagelados marinos y de agua dulce. Esta clase incluye la mayor parte de los miembros de vida libre de la misma. artrópodos y vertebrados principalmente. que son cuerpos que poseen los pigmentos necesarios para la fotosíntesis. La mayor parte de estas colonias se fijan al substrato directamente o valiéndose de un tallo. y comprende formas tan comunes como Euglena. Una envoltura gelatinosa rodea cada célula o envuelve a toda la colonia como una vaina. intestinalis.Curso de Microhidrobiología 2013 CLASIFICACIÓN Se conocen unas 25. *Sarcodina: tienen seudópodos. *Cilliados: muchas cilias cortas. y se caracterizan por la presencia de un collar cilíndrico alrededor de la base de cada flagelo. Existe un buen número de especies flageladas en colonias y en el orden de los fitoflagelados que poseen muchos representantes de agua dulce.000 especies de protozoarios. muchos biólogos estudian estas especies como algas. que se clasifican en cinco grupos según su forma de locomoción: *Mastigophora o flagelados: tienen uno o más flagelos parecidos a látigos. *Sporozoa: parásitos sin locomoción manifiesta. poseen cierto número de formas en colonias. Estos protozoarios se parecen mucho a las plantas y por lo tanto. Rivera Jacinto 6 . pero casi todas las especies son simbióticas o parásitas de otros animales. Los flagelados se dividen en: fitoflagelados y zooflagelados. *Suctoria: Cuando jóvenes presentan cilias. que forman parte del grupo de los zooflagelados de agua dulce. Los fitoflagelados suelen estar compuestos por uno o dos flagelos y como carácter típico poseen cromoplastos (cromatóforos). Estas colonias se encuentran en forma de placas curvas o planas o de esferas huecas. Gran número de fitoflagelados están formadas por cubiertas inertes que adoptan gran variedad de formas. pero luego desarrollan tentáculos. Aquí están las amibas y los radiolarios. Este es el caso de los paramecios. Por debajo de la película hay una capa de fibrillas contráctiles que permiten que el organismo cambie de forma. El flagelo siempre procede de un cuerpo basal o cinetosoma que se encuentra inmediatamente debajo de la superficie. Cuando hay dos flagelos o más pueden tener la misma o diferente longitud y ser uno principal y otro secundario o colgante. siendo sencillo el flagelo colgante o menos activo. marinas y de agua dulce. Marco A. Sin embargo los esqueletos alcanzan una complejidad y belleza que realmente pocos animales sobrepasan. Estas características hacen que los taxonomistas la clasifiquen dentro de las microalgas y también dentro de los protozoarios acuáticos. así como otras muchas formas terrestres. Blgo. Los flagelos de muchas especies de fitoflagelados llevan unas fibrillas laterales delicadas. que actúa en la locomoción y alimentación. Los mastigonemas funcionan para aumentar la extensión de la superficie del flagelo. que es una prolongación citoplasmática. Los fitoflagelos suelen tener uno o dos flagelos. Sus células aisladas cambian de forma cuando se mueven. llamadas mastigonemas que no pueden percibirse con el microscopio ordinario de luz.Curso de Microhidrobiología 2013 La Euglena se mueve mediante un flagelo. LOCOMOCIÓN El desplazamiento de estos organismos se efectúa en forma típica por medio de flagelos. y es heterótrofo (holozóico) por alimentarse de materia orgánica ya elaborada). Esta clase incluye las bien conocidas amibas. temporal de una amiba o célula amiboide. y en este sentido son quizá los protozoarios más sencillos. y los zooflagelos uno o mas. como el Paranema. Además. Los individuos de la clase sacordina son asimétricos o tienen simetría esférica. No es raro que sólo uno de los dos flagelos posea mastigonemas. Rivera Jacinto 7 . denominadas seudópodos (seudo = falsos y podo = pie). SARCODINA La súper clase sarcodina incluye protozoarios cuyas formas adultas poseen prolongaciones ondulantes que parten de su cuerpo. y que utilizan todos los individuos para capturar sus presas. poseen relativamente pocos organelos. Euglena es un mixótrofo (holofítico porque produce su propio alimento por fotosíntesis en sus cloroplastos. Ejemplos de Dr. experimentan fases amiboides caracterizadas por la pérdida del flagelo y ejecución de movimientos por medio de seudópodos. Actinophrys. de forma irregular y experimenta frecuentes cambios de forma. Marco A. La presencia de gametos flagelados entre muchas sarcodinas y la tendencia de muchos flagelados a perder sus flagelos durante alguna fase del ciclo vital. expulsar los residuos indigeribles. responder a estímulos. crecer y reproducirse. producir excreciones y secreciones. gotas de aceite y diferentes inclusiones celulares. miembro del orden de los eliosoarios de agua dulce. Estructura: la ameba es una masa de protoplasma claro. Rivera Jacinto 8 . Una estrecha zona de ectoplasma no granular que rodea a La masa principal de endoplasma granular. respirar. y Globigerina. puede moverse. Estos animales parecen a la vista amibas típicas aunque poseen un largo flagelo. de manera que dos pseudópodos engloban al microorganismo y lo introducen en una cavidad o vacuola.60mm de longitud. Muchos mastigoforos. pero sin orgánulos permanentes. Blgo. y debajo de ésta. cristales. incoloro y de aspecto de gelatina. digerir y asimilar alimentos complejos. Se tienen un buen número de pruebas que defienden la existencia de estrechas relaciones filogenéticas entre sarcodina y mastigophoras. una amiba de vida libre. La formación de pseudópodos se produce como respuesta a los estímulos químicos generados por los microorganismos que constituyen su alimento. es flexible. Dr. forma marina del orden de los foraminiferos. A pesar de su aparente simplicidad. AMEBAS La ameba parece ser el animal más simple posible: una célula independiente con citoplasma y núcleo. quizá indique que mastigofora sea el grupo ancestral. capturar.Curso de Microhidrobiología 2013 sarcodina: diflugia. Dentro del endoplasma hay un Núcleo Una vacuola contráctil y Vacuolas alimenticias Otras vacuolas. Algunas especies de sarcodina tienen etapas flageladas. el endoplasma consta de un plasmagel externo duro y un plasmasol interno en el cual son visibles las corrientes citoplasmáticas. Está formada por: Una membrana elástica muy delgada o plasmalema. Realiza todas las actividades esenciales para un animal y no posee muchas partes diferenciadas estructuralmente para realizar estas funciones. alcanza 0. La adherencia es más fácil en superficies rugosas. se hacen más transparentes y disminuyen de tamaño cuando son absorbidos por el protoplasma que los rodea. entre tanto. por una secreción. El alimento puede ser capturado por cualquier parte de la superficie celular. entre otros. Blgo. lo presentan muchos protozoarios y los glóbulos blancos de la sangre de los vertebrados. rotíferos y protoplasma muerto. Las vacuolas recientemente formadas tienen reacción ácida. La transformación del plasmagel en plasmasol en el extremo posterior y el proceso opuesto en el extremo anterior del animal y Un aumento de la fuerza elástica del plasmagel cuando se desplaza hacia atrás. Dr. algas. tiene lugar la reproducción por bipartición. es patógena y puede producir disentería o colitis amebiana. El cuerpo celular se hace esférico y se cubre de pseudópodos cortos. podos: pie) en cualquier parte de su cuerpo celular. Los tres rasgos principales de la locomoción son: La adherencia al substrato. Alimentación: la ameba se alimenta de otros protozoarios. aunque prefiere los pequeños ciliados y flagelados vivos. pasa al endoplasma formando una vacuola digestiva.Curso de Microhidrobiología 2013 Locomoción: la ameba se mueve formando y extendiendo prolongaciones en forma de dedo o pseudópodos (gr. Otros sacordarios: Arcella: segrega un grueso caparazón Difflugia: cementa una concha de granos de arena u otras substancias extrañas Endamoebas: que habitan en el intestino de cucarachas y termitas En el hombre se hallan algunas formas de amebas inofensivas: Entamoeba gingivalis que vive en la boca y E. con algo de agua. Las partículas de alimento pierden su contorno definido. Reproducción: cuando la ameba alcanza cierto tamaño. la reacción pasa a ser alcalina y la acción de las enzimas segregadas por el endoplasma es evidente. La especie intestinal E. Esta especie de flujo irregular se denomina movimiento ameboide. La ameba emite pseudópodos que rodean al alimento. Marco A. Rivera Jacinto 9 . Más adelante. Puede devorar varios paramecios o varios centenares de pequeños flagelados cada día y muestra preferencias en la selección de alimentos. hystolica. luego se alarga y finalmente se divide en dos partes. coli en el intestino. probablemente debido a una secreción que mata rápidamente a la presa. el núcleo se ha dividido por mitosis. se hinchan. el cual. pseudo: falsos. y algunos parásitos simbiontes. El subfilo Ciliophora tiene solamente una clase Ciliatea (ciliados). Casi todos los ciliados poseen una boca celular o citostoma. También se observa en los mismos un sistema infraciliar compuesto de gránulos basales (o cinetosomas) debajo de la superficie de la célula unidas por fibrillas por fibrillas longitudinales. Se han descrito unas 6000 especies y muchos grupos no son todavía bien conocidos. y la posesión de seudópodos como organelos para alimentación en diferentes grupos.Curso de Microhidrobiología 2013 SPOROZOA Son parásitos que carecen de estructura locomotora y se reproducen por división múltiple. Además de servir para la locomoción. los cilios también tienen la función de crear corrientes que ayudan a arrastrar pequeñas partículas alimenticias hacia el interior de una depresión pequeña de la superficie del cuerpo. su capacidad para desplazarse por deslizamiento o por flexiones del cuerpo. Los protozoos ciliados viven en el agua o el suelo. incluso con disminución manifiesta de los cilios de la superficie. o establecen relaciones como parásitos o simbiontes de otros organismos. En una tentativa para rectificar la naturaleza polifilética del viejo grupo. En los suelos. La fisión es transversal. Blgo. Aunque la mayor parte de los ciliados son solitarios y nadan libremente. similares a pelos. La presencia de gametos flagelados. Marco A. llamadas cilios. y a veces dos huéspedes. Los ciliados se encuentran ampliamente distribuidos en aguas dulces y marinas. hay formas sésiles y en colonias Dr. aunque todavía se utiliza el término sporozoarios como nombre común para ambos grupos.. sugiere una relación con los flagelados y sarcodinas. implica generaciones sexuales y asexuales. esto es. Semejante sistema infraciliar puede estar presente en todas las etapas del ciclo vital. a través de la cual se ingiere el alimento. disgregando la materia orgánica en sustancias que pueden ser utilizadas por otros seres vivos. El ciclo vital es complejo. como organitos locomotores y para adquisición de substancias alimenticias en algún momento de su ciclo vital. Es la más amplia y homogénea de las clases de protozoarios. los ciliados actúan en la descomposición de los organismos. y la reproducción sexual nunca implica la formación de gametos libres. Estos últimos infectan las células intestinales o sanguíneas y comprenden los parásitos productores del paludismo en el hombre y de la coccidiosis en los animales domésticos. Las especies de sporozoa se hallan ampliamente diseminadas y parasitan vertebrados y la mayor parte de los invertebrados. En términos generales. Todos poseen cilios o estructuras ciliares compuestas. CILIOPHORA Los protozoos ciliados son organismos unicelulares que se impulsan mediante diminutas proyecciones. FORMA Y ESTRUCTURA La forma del cuerpo suele ser constante y en general asimétrica. gregarinas y coccidios. los ciliados se caracterizan por la presencia de dos tipos de núcleos: uno vegetativo (macronúcleo) y otro reproductor (micronúcleo). y en oposición a otras clases de protozoarios. Hay también muchos ectocomensales y endocomensales. pero el conjunto es muy heterogéneo. la clase original se ha dividido ahora en Sporozoa y Cnidospora. Pueden ser parásitos intracelulares pero también pueden encontrarse fuera de las células. El subfilo sporozoa incluye la mayor parte de los sporozoarios parásitos más conocidos. Rivera Jacinto 10 . desde la parte anterior a la posterior. Los cuerpos mucígenos constituyen otro grupo de órganos del sistema de película que caracterizan a muchos ciliados. En su movimiento cada cilio efectúa un golpe efectivo y uno de recuperación: durante el golpe efectivo el cilio se extiende y se mueve desde adelante a una posición atrás. LOCOMOCIÓN Los ciliados son protozoarios de movimientos muy rápidos. el cilio está curvado hacia arriba. los cuales tienen capacidad para paralizar otros pequeños protozoarios. los cinetosomas y fibrillas paralelas. que continúa con la que rodea los cilios. La dirección de las ondas es ligeramente oblicua lo que hace que el ciliado nade en un curso en espiral y gire al mismo tiempo sobre su eje longitudinal. Debajo de los alvéolos se encuentran localizados el sistema infraciliar. en el curso de un ciclo completo. En algunos ciliados quizá se utilicen los tricocistos descargados para fijar al animal cuando come. Las membranas externas e internas que limitan un alveolo aplanado formarían una membrana media e interior en el ciliado. Los tricocistos son órganos peculiares ovales o en forma de bastoncillos característicos de algunos ciliados. dos filas de alvéolos se encuentran entre cada fila longitudinal de cilios. Cada uno de ellos posee uno o más macronúcleos que controlan el metabolismo celular y el crecimiento. La posición de recuperación presenta menos resistencia al agua y es algo parecida al movimiento de volver la pala del remo al sacarla del agua. como suele ocurrir. debajo de esta membrana externa se observan vesículas o alvéolos estrechamente aglomerados. Otros se emplean probablemente para defensa o captura de alimentos. Este movimiento retrógrado se asocia con la reacción de evitar o eludir. Como ya se indicó antes cada cilio nace de un gránulo basal o cinetosoma. Los ciliados y suctorianos difieren de los otros protozoarios por la presencia de dos tipos de núcleos por célula. en tres planos distintos. y uno o más micronúcleos que funcionan en la reproducción sexual. Se hallan dispuestos en hileras como los tricocistos y expulsan una sustancia mucoide que puede intervenir en la formación de quistes o cubiertas protectoras. más que por cromosomas nucleares. Dr. que generalmente contiene cierto número de orgánulos diferentes. Entre alvéolos adyacentes emergen los cilios. contra el cuerpo (visto desde arriba y mirando de frente) y es devuelto a la posición delantera en un movimiento contrario a las manecillas del reloj. Una de las características interesantes de algunos ciliados es la presencia de caracteres que se transmiten a la descendencia por vía del citoplasma. Blgo. Están orientados en ángulo recto con la superficie del cuerpo y su distribución puede ser general o quedar restringidos a ciertas regiones del cuerpo. El movimiento ciliar puede ser invertido y desplazarse el animal hacia atrás. El cilio se mueve. Rivera Jacinto 11 . El movimiento de los cilios de la superficie está sincronizado. Se observa una membrana limitante externa. Marco A. a la derecha. En el golpe de recuperación.Curso de Microhidrobiología 2013 El cuerpo de los ciliados es una estructura compleja. y las ondas del golpe ciliar se mueven a lo largo del cuerpo. algunos alcanzan velocidades de hasta 2mm por segundo. y más o menos aplanados. Los paramecios bien alimentados se reproducen por división dos o tres veces al día. Los suctorianos. El cuerpo posee delicados tentáculos citoplásmicos. en un medio de cultivo que se prepara dejando materia vegetal en agua durante unos días. Rivera Jacinto 12 . sin el cual no puede vivir. SUCTORIA Éstos tienen una gran relación con los ciliados y parecen haber derivado de ellos en la evolución. se da la reproducción sexual por conjugación y de forma esporádica por autogamia. sin los cuales no puede reproducirse. Los individuos jóvenes poseen cilios y nadan. los cilios desaparecen y se desarrollan tentáculos. También se pueden obtener fácilmente en el laboratorio. pero los adultos son sésiles y unen al sustrato directamente o por medio de un tallo. Se alimenta principalmente de bacterias. llamados cilios. y uno o dos núcleos pequeños llamados micro núcleos. Después que el núcleo se ha dividido. con botones adhesivos que atrapan y sostienen la presa. pero que ocurre dentro de un solo individuo. Tiene un gran núcleo o macro núcleo. describiendo una trayectoria espiral. La especie Paramecium caudatum. retrocede. como los ciliados. cuando encuentra un obstáculo en su camino. tienen un macronúcleo y un micronúcleo. que introduce en su citofaringe con la ayuda de los cilios. un hombre excreta una cantidad de agua igual al volumen de su cuerpo en tres semanas. Tiene dos vacuolas contráctiles que regulan la presión osmótica. Se mueve en el agua. se utiliza para la investigación. por escisión binaria o bipartición. Cuando se fija al substrato. que juntas pueden eliminar un volumen de agua igual al volumen total del cuerpo del animal en media hora. tan sólo una especie vive en el mar. que es una reorganización nuclear parecida a la conjugación. y se desarrollan cilios. Durante la reproducción asexual se forma un primordio (que indican que ya se puede apreciar la presencia de órganos en el desarrollo del embrión) en el suctoriano. Blgo. mientras que otros son de punta redonda.Curso de Microhidrobiología 2013 PARAMECIO Organismo unicelular. Los paramecios abundan en las charcas de agua dulce de todo el mundo. a la vez que rota sobre sí mismo. En cambio. En algunas ocasiones. el primordio se separa del progenitor y se aleja nadando. estos tentáculos secretan un material tóxico que puede paralizar la presa. Dr. se multiplican los cuerpos basales que se disponen en hileras. reacciona evitándolo (fugilreacción). cubierto de diminutas proyecciones con aspecto de pelos. que le sirven para la locomoción y para la captura de alimento. gira y reinicia el movimiento en una nueva dirección. La reproducción suele ser asexual. algunos de los cuales son puntiagudos y atraviesan la presa. Marco A. por tanto ocupan principalmente hábitats acuáticos (marinos o continentales). tipo y posición de los flagelos. Marco A. más estructurado en tiempo y espacio Plancton Nerítico Más rico. Caracteres Euglenofitas diferenciales (1) Clorofilas a y b Pigmentos betacaroteno Polisacárido de reserva Flagelos Criptofitas Dinofitas Clorofilas a y c Ficobilinas Clorofilas a y c Xantofilas Paramilo Almidón Almidón Subapicales Subapicales Laterales o subapicales Dr. realizando todas las funciones vitales. Los pigmentos fotosintéticos La ultraestructura de los plastos Las algas son organismos esencialmente acuáticos y poiquilohídricos. sus células funcionan independientemente. Se estima que de 10 millones de especies de algas la mayoría son microalgas. más variable Epilíticas Substrato rocoso Epífitas Sobre hierbas marinas o sobre otras algas Bentos Plataforma continental. presentes en diversos ambientes: agua marina. ya que su actividad metabólica contribuye a la transformación y enriquecimiento de las aguas madres y los fangos salinos. No obstante. muchas son capaces de vivir en ambientes subaéreos: corteza. Blgo. Las microalgas presentes en los ecosistemas marinos tienen un importante papel. Principales hábitats que ocupan las algas Hábitats marinos Pelágico Más pobre. Son taxonómicamente cercanos a las plantas superiores. dulce o terrestre. suelos desnudos. Rivera Jacinto 13 . 0-55 m Epizoicas Sobre animales Epipélicas Sobre sedimentos Hábitats continentales Plancton En hábitats continentales plancton y bentos están menos diferenciados Acuáticas Bentos Perifiton Comunidades adheridas a objetos sumergidos Pueden vivir a varios mm de profundidad y sobrevivir como formas de Edáficas resistencia a mayor profundidad Epilíticas Subaéreas Saxícolas Endolíticas Corticícolas Aerovagantes Simbiontes Ficobiontes liquénicos Son individuos unicelulares o pluricelulares (colonias). rocas. Para clasificarlas se emplea un sistema de caracteres taxonómicos que contempla ciertas características como: La estructura y composición de la pared celular La dotación flagelar: número. sobre animales o incluso suspendidas en el aire.Curso de Microhidrobiología 2013 ALGAS Son un grupo diverso de microorganismos fotosintéticos procariotas y eucariotas que crecen rápidamente debido a su estructura simple. colonias esféricas u ovoides. con cloroplastos de este color muy bien definidos.Curso de Microhidrobiología 2013 PC Periplasto proteico en bandas helicoidales Periplasto proteico en placas Placas celulósicas endógenas (hay formas desnudas y acorazadas) Invaginaciones Reservorio subapical Citofaringe subapical Dos surcos: (cripta) Sulco y cíngulo Núcleo Cromosomas Normal eucariótico Cromosomas condensados condensados permanentemente. lugar en la flora del macrofitobentos marino. es el grupo más importante en ambientes continentales. tanto en los ecosistemas acuáticos como en los forestales. Algunas macroscópicas son comestibles y otras microscópicas se cultivan para alimento de larvas y zooplancton en acuicultura de bivalvos y peces. con formas fijas o móviles. CIANOFITAS (Microalgas Procariotas) Conocidas vulgarmente como algas verde azuladas. con formas y localizaciones celulares diferentes. ya que crecen en ambientes subaéreos y forman parte del 92 % de las especies de líquenes. por esporas. betacaroteno y ficobilinas Ficocianina: azul-verde Ficoeritrina: verde-amarillo (tiñen rojas) Morfología variada: unicelulares. Son el grupo más complejo de algas donde se conocen más de 8. Marco A. Algunas de sus características más importantes son: Núcleo carece de membrana (diferencia con algas eucariotas) Plastidios tampoco tienen membranas No tienen mitocondrias Pigmentos: clorofila A. Dentro de los géneros más importantes están: Anabaena. sexual con Hay rep. Rivera Jacinto 14 . acéntricos. Blgo. sexual con iso. Al igual que las bacterias. Dr. bajo contenido en ADN acéntricos Reproducción sexual No se conoce Hay rep.o isogamia anisogamia CLOROFITAS (Algas eucariotas) Son las conocidas como algas verdes. Ocupan el 3er. son organismos procariotas. permanentemente.000 especies. Multiplicación: por división celular. cuyas células no presentan sistemas de membranas internas que aíslen los organelos del citoplasma. Nostoc y Oscillatoria. La clasificación más sencilla. las formas miceliales son microorganismos pluricelulares formados por unas estructuras tubulares semejantes a hebras conocidas como hifas cuyos extremos se alargan mediante un proceso denominado extensión apical. En cuanto a su metabolismo. glicerol) y secundarios (p. Cuando crecen en agar o sobre la superficie de otros medios sólidos. el tamaño y ciertas características del desarrollo de las conidias permiten asignar un hongo a un género y una especie concreta. así como hifas que se proyectan por encima de la superficie y se conocen como hifas aéreas. la relación es perjudicial para el anfitrión). las formas miceliales producen unas hifas. Casi todos los hongos son aerobios. glucano. Los hongos pueden ser organismos unicelulares o pluricelulares. Por lo general. en el caso de los patógenos. Las hifas pueden ser cenocíticas (huecas y multinucleadas) o septadas (divididas por tabiques). Rivera Jacinto 15 . aflatoxinas). Los hongos pueden existir en una forma unicelular (levadura) capaz de replicarse de manera asexual. pálidas o mucoides en las placas de agar. Como microorganismos eucariotas. una levadura se define como una célula que se reproduce mediante gemación o fisión. los hongos son heterótrofos y versátiles desde el punto de vista bioquímico. Las conidias se transmiten fácilmente por el aire y se encargan de la diseminación del hongo. y que forman un único reino. Dr. Marco A. Los hongos representan un grupo ubicuo y diverso de microorganismos que se dedica principalmente a la degradación de materia orgánica. Desde el punto de vista morfológico. simbiontes (microorganismos que viven conjuntamente y obtienen ventajas de su asociación). producen metabolitos primarios (como ácido cítrico. que crecen por encima o por debajo de la superficie del medio de cultivo. sin clorofilas y heterótrofos que se reproducen sexual y asexualmente y cuyas estructuras somáticas están rodeadas por una pared celular compuesta de quitina. denominadas hifas vegetativas. el Fungi. las conidias (elementos de reproducción asexual). mitocondrias. etanol. A menudo. aunque algunos son anaerobios (fermentadores) facultativos y otros son anaerobios estrictos. vellosas o algodonosas. los hongos son seres de crecimiento lento cuyos tiempos de duplicación celular alcanzan horas en lugar de minutos. capaz de replicarse de forma tanto asexual como sexual. agrupa a los hongos en levaduras y formas miceliales. sin embargo. Blgo.. Blastomyces y Coccidioides. la estructura celular de los hongos es más compleja. cimentada en aspectos morfológicos. ej. A diferencia de las bacterias. aparato de Golgi y retículo endoplásmico. La mayor parte de los hongos existen en forma de levadura o bien en forma de moho. Los hongos llevan una vida heterotrófica como saprofitos (microorganismos que subsisten en materia muerta o en descomposición). en la que uno de los participantes obtiene beneficios mientras que el otro ni se beneficia ni resulta perjudicado) o parásitos (microorganismos que se establecen sobre o en el interior de un anfitrión del que obtienen beneficios sin corresponder con ninguna ventaja. comensales (microorganismos que se desarrollan en estrecha relación. Por su parte. En comparación con las bacterias. algunos pueden adoptar ambas morfologías (hongos dimórficos). las levaduras son unicelulares y producen colonias redondeadas. o en una forma filamentosa (moho). El conjunto de hifas conforma una estructura semejante a un tapete llamada micelio. como los géneros Histoplasma. poseen un núcleo bien definido. las colonias formadas por las formas miceliales se describen como filamentosas. antibióticos [penicilina]. La morfología.Curso de Microhidrobiología 2013 HONGOS Los hongos son organismos eucariotas. de modo que la célula progenitora o «madre» se desprende de una porción de sí misma para producir una célula descendiente o «hija». Las hifas aéreas pueden producir unas estructuras especializadas. Las células hijas pueden alargarse para formar seudohifas semejantes a salchichas. manano y otros polisacáridos. La mayoría de los hongos presentan las dos formas. Las esporangiosporas son unas esporas asexuales producidas y contenidas en una estructura llamada esporangio que caracterizan a algunos géneros pertenecientes a la clase cigomicetos. Este tipo de reproducción es el que presenta la mayoría de las levaduras. Las conidias son esporas asexuales que se encuentran en estructuras especializadas. las hifas pueden mantener un crecimiento indefinido por su extremo apical. En condiciones favorables. a las células escindidas se las denomina artrosporas. Posteriormente la yema aumenta de tamaño y se separa de la célula progenitora. Rivera Jacinto 16 . por constricción y formación de la pared celular. Marco A. Fisión o escisión: la célula madre se divide en dos células hijas. formando un nuevo individuo. mientras que la fase sexual se produce exclusivamente con una periodicidad anual. con una temperatura óptima de crecimiento de 20-30 °C. Los hongos imperfectos sólo se reproducen asexualmente. al carecer de clorofila. pero muchas especies la necesitan para que sus estructuras reproductoras esporulen. las hifas pueden fragmentarse en las células que las componen. las cuales pueden ser sexuales (lo que implica un proceso de meiosis precedido por la fusión del protoplasma y los núcleos de dos cepas compatibles) o asexuales (lo que únicamente implica procesos de mitosis). Las esporas asexuales se componen de dos tipos generales: esporangiosporas y conidias. presentando la colonia una tendencia a crecer uniformemente en todas direcciones. Son organismos aerobios y. emite un tubo germinal que crece hasta formar el micelio. pues se realiza varias veces al año. La forma asexual es más importante para la propagación de la especie. Blgo. como sucede en los géneros Aspergillus y Penicillium. Las formas más comunes de reproducción asexual son las siguientes: Fragmentación del micelio: cada fragmento se transforma en un nuevo individuo. Fig. migrando uno de ellos hacia la yema. mientras que los hongos perfectos tienen capacidad sexual y asexual de reproducción. Cuando la espora germina. Estructura de Aspergillus y de Penicillium Dr. deben tomar del exterior los elementos necesarios para su nutrición. Producción de esporas: es el método más común. y en los dermatofitos. Así. Gemación: en la célula madre se forma una pequeña yema y el núcleo se divide. Los hongos se reproducen mediante la formación de esporas. como Rhizopus y Mucor spp. No requieren la luz para crecer.Curso de Microhidrobiología 2013 FISIOLOGÍA Y REPRODUCCIÓN La mayoría de los hongos crecen entre 0 y 30 °C. y d) micosis. madera. los órganos sexuales femeninos y masculinos se hallan en diferentes talos (hifas dioicas). anfibios y sus huevos. En cuanto a la temperatura. inclutyendo los Basidiomicetos de papel secundario en las aguas. También es importante el género Dr. Algunas especies de hongos producen órganos sexuales masculinos y femeninos sobre el mismo talo. Sólo las levaduras (especies primitivas de Ascomicetos) y especies levaduriformes de Deuteromicetos (hongos imperfectos) se desarrollan libremente en el agua. Como los hongos son carbono-heterótrofos. y los hay de aguas que crecen en suelo húmedo. celulosa. Acción patógena Los hongos pueden afectar al hombre por diversos mecanismos: a) envenenamiento tras la ingesta de hongos venenosos. la mayoría son mesófilos. pero también hay especies que colonizan seres vivos de los sedimentos o del material orgánico muerto. aunque también hay hongos de la tierra que crecen en aguas. que se produce tras la ingesta de alimentos contaminados por ciertos hongos productores de toxinas (aflatoxina de Aspergillus flavus). c) hipersensibilidad a los hongos. Rivera Jacinto 17 . lignina y quitina. siendo capaces de desintegrar compuestos orgánicos muy complejos como pectina. Las estructuras reproductoras. aunque también hay hongos facultativos que pueden hacer lo uno o lo otro. b) micotoxicosis. cariogamia (unión de los núcleos) y meiosis (división de los núcleos diploides en núcleos haploides). También importan los del orden Saprolegniales como saprófitos o parásitos de peces. lagos y ríos conforman los hongos acuáticos característicos que no se desarrollan en otros medios.2 – 9. Pueden desarrollarse en aguas ácidas y alcalinas (pH 3. Los hongos acuáticos tienen comportamientos diversos en cuanto al pH y la temperatura del agua que habitan. otros sólo en aguas ácidas (pH 1. puesto que las estructuras vegetativas son muy similares en la mayoría de los hongos. Marco A. En aguas se encuentran los siguientes grupos de hongos: Los Mixomicetos que apenas se presentan en medios acuosos y son de escasa importancia. En los ríos abundan los ficomicetos parásitos de algas planctónicas y de pequeños animales. Los hongos superiores.9 – 2. son hermafroditas (hifas monoicas). aunque algunos pueden desarrollarse entre 1 y 33 ºC. Achlya racemosa y Saprolegnia monoica. o colonizan o parasitan sustratos fijos como plantas acuáticas vivas o muertas. HONGOS EN AGUAS En la mayoría de las aguas hay hongos además de bacterias y cianofitas. conchas de moluscos y rocas. es decir. Los hongos inferiores o Ficomicetos son los acuáticos propiamente dichos. Todos los demás hongos superiores. donde son importantes los pertenecientes al orden Chytridiales que produce numerosas zoosporas. lo cual tiene gran utilidad en la identificación de las distintas especies de hongos.6) como por ej. ni tampoco los hay en manantiales. sedimentos.Curso de Microhidrobiología 2013 La reproducción sexual se lleva a cabo mediante la unión de dos núcleos compatibles y presenta tres fases sucesivas: plasmogamia (unión de ambos protoplasmas). cuya reproducción es a través de zoosporas libres y móviles por flagelos. o son saprófitos de materia orgánica muerta o son parásitos de plantas y animales. La mayoría de especies acuáticas necesitan nitrógeno libre. Blgo. ya sean sexuales o asexuales.9) de los volcanes. Los hongos no revisten importancia en aguas subterráneas. especialmente los cuadros de tipo asmático como consecuencia de la inhalación de ciertas especies de hongos (“pulmón del granjero” por Micromonospora faeni). mientras que en otras especies. presentan una gran variedad morfológica. Numerosas especies en charcos. Otros hongos frecuentes de tierra hallados en esta agua. fimbrias y esporas. principios inmediatos. el citoplasma. Citoplasma (limitado por uma membrana celular) Región nuclear: las bacterias no poseen un verdadero núcleo. 1. los ribosomas. y karion: núcleo). Marco A. Pared bacteriana 5. contiene los ribosomas. flagelos. transitoriamente. algunas de ellas se consideran los microorganismos con capacidad independiente de menor tamaño posible. aunque en muchas aguas corrientes se hallan con cierta frecuencia varias levaduras. indispensables para la vida celular. Esta diversidad es muy parecida a la presente en los lagos. Los elementos de la estructura bacteriana se dividen en: elementos obligados. que sirven como mecanismo de regulación o almacenamiento de sustancias de reserva.Curso de Microhidrobiología 2013 Pythium del orden Peronosporales. elementos sin estructura uniforme. que incluyen la cápsula. Pilis 3. Citoplasma y membrana citoplasmática: el citoplasma bacteriano es un sistema coloidal formado por agua (85%). es decir están dotados de individualidad con estructura y organización celulares elementales y simples. Rivera Jacinto 18 .1 y 10 um. Blgo. Los hongos normalmente no están presentes en aguas residuales. el glicocálix. Las bacterias carecen de aparato de Golgi y mitocondrias. entre otros. Cápsula 4. Ribosoma 6. MORFOLOGÍA Y ESTRUCTURA Las bacterias son las células vivas conocidas más pequeñas. desprovisto de membrana limitante y cuya dotación genética se limita a un solo cromosoma. sino un nucleoide. Flagelos 2. Además de las estructuras mesosómicas (invaginaciones de la membrana citoplasmática) y el cromosoma bacteriano. En los sedimentos de aguas continentales son frecuentes hongos del género Aryhrobotrys que son frecuentes en tierra y que son cazadores de nemátodos a través de una red de hifas prendedoras que los capturan. presencia de productos tóxicos) pueden aparecer ciertos hongos de los géneros Penicillium y Cephalosporium. cuyas esporas están presentes en casi todas las aguas y pueden germinar sobre restos de plantas. El tamaño de las distintas especies bacterianas oscila entre 0. y elementos facultativos. En el citoplasma bacteriano pueden hallarse moléculas de DNA Dr. que comprenden el material nuclear. deficiencia de nitrógeno. Mesosoma 7. minerales y fermentos. Se halla asociado a la membrana citoplasmática a través de una invaginación central de ésta o mesosoma septal. BACTERIAS Las bacterias son microorganismos con estructura celular procariota (del griego: protos: primitivo. la membrana citoplasmática y la pared bacteriana. que muestran características diferentes a los de las células eucariotas. son especies de Penicilium y Aspergillus. incluso. constituido por una molécula circular de DNA replegada sobre sí misma. Material o región nuclear 8. y las inclusiones. sólo en condiciones ambientales muy especiales (bajo pH. lo que le permite mantener presiones osmóticas intracitoplasmáticas muy elevadas (10-20 atm). estas bacterias pueden pasar de un estado vegetativo a un estado de latencia o de espora. Dr. Mientras que en las bacterias grampositivas el peptidoglicano representa el 50-90% de la pared celular. en la que predominan fosfolípidos. incluso. Son transmisibles no sólo a la descendencia (ya que en principio se duplican sincrónicamente como el cromosoma bacteriano). las bacterias se pueden clasificar en dos grandes grupos: grampositivas y gramnegativas. Una de las principales diferencias entre estos dos tipos de estructura radica en la composición en peptidoglicano. es rígida. al ser un componente estructural. la espora aparece como una estructura refringente (brillante). Marco A. Es una estructura extraordinariamente resistente. Esporas Algunas bacterias grampositivas. como la síntesis de exotoxinas.. Clostridium botulinum) son capaces de formar esporas. las esporas son difíciles de descontaminar mediante los desinfectantes convencionales. pero no las gramnegativas. Así. La espora contiene una copia completa del cromosoma bacteriano. pudiendo aportar a la bacteria que los posee propiedades adicionales. destaca la fracción interna o lípido A del lipopolisacárido. proteínas y lipopolisacáridos. por fenómenos de transferencia genética. la irradiación y la acción de la mayoría de enzimas y sustancias químicas. la pared celular de las bacterias grampositivas es especialmente vulnerable a la acción de los antimicrobianos que actúan inhibiendo la síntesis de peptidoglucano. La localización de la espora en el interior de la célula constituye una característica de cada bacteria que puede facilitar su identificación. La espora es una estructura deshidratada formada por múltiples capas que protege a la bacteria y le permite vivir en un «estado de latencia». carece de esteroles y se halla rodeada de una pared celular rígida característica y única de la célula procariota. ej. de menor tamaño y autorreplicantes. como en la falta de un nutriente. denominadas plásmidos no imprescindibles para la vida celular. además. siendo por tanto. las esporas bacterianas son tan resistentes a los factores ambientales que pueden mantener su viabilidad durante siglos. polímero compuesto de dos azúcares (glucosamina y ácido murámico) y aminoácidos. La rigidez y la resistencia física de la pared celular se deben a la presencia de una sustancia compleja. Bacillus anthracis) y Clostridium (p. la espora posee una membrana interna. sólo se pone de manifiesto tras la lisis bacteriana. la resistencia a los antimicrobianos o. ej. En el examen al microscopio óptico. constituida por fosfolípidos. pertenecientes a géneros como Bacillus (p. observada en las infecciones por bacterias gramnegativas. pueden hallarse determinados por la presencia extracromosómica de plásmidos en la célula bacteriana. Pared celular: la pared celular es la envoltura más externa. Asimismo. consiste fundamentalmente en proteger a éstas frente a los agentes externos. sino también de una bacteria a otra. Así. De acuerdo con la estructura de la pared celular. y una elevada concentración de calcio unido a ácido dipicolínico. En la capa más externa de la pared celular o membrana externa. En condiciones ambientales adversas.Curso de Microhidrobiología 2013 bicatenario circular extracromosómicas. que se identifica con la endotoxina. denominada peptidoglicano o mureína. Asimismo. concentraciones mínimas imprescindibles de ribosomas y proteínas esenciales. a pesar de ser similar a la de la célula eucariota. Pero. responsable de la morfología bacteriana. determinados factores de patogenicidad. proteínas y polisacáridos. Blgo. en la que el peptidoglucano constituye la capa interna. dos capas de peptidoglucano y una capa proteica semejante a la queratina externa.. en las gramnegativas sólo constituye una pequeña proporción de ésta. presente sólo en la célula procariota. De hecho. y su papel primordial en la vida de las bacterias. La estructura de la espora protege el ADN del genoma bacteriano del calor intenso. Rivera Jacinto 19 . cuya actividad tóxica. La membrana citoplasmática de las bacterias. La pared celular de las bacterias gramnegativas es una estructura trilaminar compleja. un único microorganismo puede originar una población de 109 individuos al cabo de sólo 8 h. BACTERIAS DE LAS AGUAS La flora bacteriana de las aguas no es uniforme.Curso de Microhidrobiología 2013 FISIOLOGÍA Y REPRODUCCIÓN El metabolismo bacteriano es muy complejo. sino que ofrece una extraordinaria variedad tal como sucede en los ambientes terrestres. la replicación del cromosoma. multiplicación. invasión (contigüidad. la movilidad (en algunas especies) y otras actividades. Para poder manifestar su acción patógena. animal o del hombre. en temperaturas óptimas de crecimiento. nerviosa) y lesión (síntesis de exotoxinas. Acción patógena En general. de forma que una célula madre se divide en dos células hijas y pueden progresar en los medios de cultivo. Sin embargo. o adhesinas. hemática. Blgo. una vez fijadas. Marco A. que intervienen en la fijación a receptores específicos de la célula epitelial y que. en su mayor versatilidad para utilizar distintos compuestos como fuentes de energía y en su habilidad para emplear agentes oxidantes distintos del oxígeno molecular en el metabolismo de los diferentes nutrientes. por tanto. un tiempo de duplicación de 20 min. en condiciones ideales. El poder patógeno no depende exclusivamente del microorganismo. es decir. según la importancia relativa de los distintos factores de virulencia determinantes de la capacidad de penetración del epitelio cutaneomucoso. las bacterias deben ser capaces de colonizar una puerta de entrada. sino a todos los factores que facilitan las diferentes etapas del proceso infeccioso. es probable que prácticamente todos los microorganismos con capacidad para multiplicarse en el hombre puedan provocar enfermedad en individuos que presentan alteraciones en sus mecanismos de defensa. Para todo ello las bacterias pueden utilizar diversos mecanismos. Las bacterias se dividen mediante un fenómeno de fisión binaria transversal. como por ejemplo bacterias del suelo de las proximidades de los ríos. El término oportunista es apropiado para esta categoría de agentes patógenos. se designa como patógeno a cualquier microorganismo que posee la capacidad de producir enfermedad. La virulencia proporciona una expresión cuantitativa del poder patógeno o de la posibilidad de causar enfermedad. Así. el transporte activo. o aquellas que provienen del aire y que son arrastradas con la lluvia. no todos los agentes patógenos poseen la misma capacidad de lesión. Tras la colonización de la puerta de entrada. entre los cuales los más conocidos incluyen la presencia de cápsula antifagocítica y la elaboración de toxinas y enzimas como bacteriocinas o proteasas IgA. Las aguas contienen bacterias autóctonas que sólo se pueden desarrollar óptimamente en ellas. pero también contienen a otras que provienen de otros biotopos. condicionarán en gran manera el tropismo por una determinada puerta de entrada o mucosa. o las que llegan a través de fuentes de contaminación vegetal. con extraordinaria rapidez. muchas bacterias pueden presentar. Rivera Jacinto 20 . diferenciándose del metabolismo de las células eucariotas en que está programado para un rápido crecimiento y actúa de 10 a 100 veces más deprisa que en las células del organismo humano. invasión y lesión. multiplicación. adaptarse al medio nutriente y resistir los mecanismos de defensa del huésped. linfática. presencia de endotoxinas o inducción de fenómenos de hipersensibilidad). Dr. efecto que se basa en la utilización de estructuras adherentes. En este sentido. con frecuencia. sino también de las características del huésped. penetración. colonización. por consiguiente. esta tasa de crecimiento rara vez es alcanzada en el interior del organismo humano. se puede considerar la existencia de diferentes modelos de infección y diversas variantes en la acción patógena. La célula bacteriana sintetiza por sí misma y genera suficiente energía para la biosíntesis. Los factores de virulencia no se refieren sólo a la capacidad de lesión. deben competir con la flora normal. Sin embargo. Además. Rivera Jacinto 21 . filamentosas. Estos factores pueden variar según las estaciones anuales. En los lodos activados también hay bacterias autótrofas tales como las nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrobacter responsables de la DON) e incluso algunas bacterias fotosintéticas. BACTERIAS EN AGUAS RESIDUALES Las bacterias constituyen el principal componente de los lodos activados en el tratamiento de aguas residuales. así. también hay formas filamentosas como Beggiatoa. La mayor parte de estas bacterias son móviles por flagelos. turbidez y temperatura. sales. pueden ser esféricas. bacterias fotoautótrofas y quimioautótrofas. Achromobacter. Es decir. Alcaligenes. Pseudomonas. Hay además formas anulares. sobre todo en su pared celular. En el agua pueden hallarse.Curso de Microhidrobiología 2013 La composición de la flora bacteriana es muy variable según la clase de agua. Los microorganismos aerobios representan una fracción importante cuyo número varía inversamente al tamaño del flóculo puesto que la difusión de O2 al interior se va viendo más dificultada. Los géneros principales son Zooglea. Bacillus. Por ejemplo. Por ejemplo. Su número en los lodos activados llega a 10 8 ufcml-1 y entre ellas el grupo más importante numéricamente es el de Pseudomonas. estrictas o facultativas. bacilares o en forma de coma o espiral. o según las fuentes de contaminación. sus paredes no contienen mureína o peptidoglucano. que se alimentan de sustancias orgánicas. que si se encuentran entre las eubacterias. También podemos observar agrupaciones en forma de estafilocócicas y de otros tipos. En la mayoría de aguas predominan las bacterias gramnegativas. pH. Un grupo bacteriano que se diferencia estructuralmente son las Archeas o arqueobacterias. aunque algunas parecen reptar sobre sustratos sólidos. las bacterias de medios acuosos a menudo son de tamaño muy grandes. Methanospirillum. Methanosarcina y Methanococcus. Dr. que sólo necesitan sustancias inorgánicas. acintadas y pedunculadas. y Thermoplasma. y por regla general las parásitas son escasas. La mayoría de las bacterias acuáticas tienen las mismas formas fundamentales que las terrestres. Corynebacterium y Acinetobacter. En las aguas podemos encontrar representantes de casi todos los órdenes bacterianos. aunque muchas también pueden vivir libremente en el agua y participan en la gran comunidad biológica del plancton. las bacterias marinas son distintas de las presentes en agua dulce. membranas y RNA. Además. La mayoría de las bacterias de aguas son carbono-heterótrofas. los que viven en condiciones extremas de ácido y/o temperatura como Sulfolobus. casi todas son saprófitas sobre material muerto de origen animal o vegetal. notable diferencia con las de otros biotopos. Son arqueobacerias las productoras de metano Methanobacterium. Methanogenium. a ambas se les consideraba como lagas azules incoloras. En los flóculos de gran tamaño el interior es anaerobio y permite el crecimiento de anaerobios estrictos (tales como metanógenos) que han sobrevivido fases de mayor aerobiosis en pequeñas bolsas anaerobias internas en flóculos de menor tamaño. Estas bacterias oxidan la materia orgánica y producen polisacártidos y otros polímeros extracelulares que facilitan la floculación. Marco A. posiblemente también los extremadamente halófilos Halobacterium y Halococcus. y depende de la cantidad de sustancias orgánicas. es decir. rasgo taxonómico relacionado con la pared celular y con otros caracteres estructurales de las bacterias. además. aunque la taxonomía al respecto sigue teniendo muchos problemas. o que reducen el ácido carbónico. También se observan fimbrias que les permiten agruparse sobre materiales detríticos o sobre el moco de algas. Flavobacterium. Blgo. y que como las plantas están capacitadas para la fotosíntesis. por algunas semejanzas entre las sulfobacterias del género Beggiatoa con cianofíceas del género Oscillatoria. A diferencia de lo que ocurre con la mayor parte de las bacterias. su estructura es más compleja. Blgo. Poseen un solo tipo de acido nucleico (ADN o ARN) Dr. por regla general. una membrana. Los virus carecen de la capacidad de producir energía o sustratos. el virus debe adaptarse a las reglas bioquímicas que la gobiernan. Asimismo. VIRUS ACUATICOS En muchas aguas hay virus.Curso de Microhidrobiología 2013 VIRUS Al comienzo los virus fueron descritos como «agentes filtrables». hongos y parásitos. la replicación de los virus ocurre por ensamblaje de sus componentes individuales dentro de la célula que parasitan. Rivera Jacinto 22 . empaquetado dentro de un cascarón protector de proteínas y. y su tamaño es aproximadamente una cuarta parte del de una célula de Staphylococcus. Se trata de partículas intracelulares obligadas. Marco A. Estos últimos son casi visibles mediante el microscopio óptico. El virus más simple está formado por un genoma de ácido desoxirribonucleico (ADN) o ácido ribonucleico (ARN). o animales para reproducirse y sin ellas no pueden multiplicarse en número. Para utilizar la maquinaria bioquímica de la célula. Las unidades utilizadas en la medición del tamaño del virión son los nanómetros (nm). el virión puede contener ciertas enzimas accesorias o esenciales junto a otras proteínas. pues necesitan células vivas vegetales. en algunos virus. Los viriones de gran tamaño pueden tener un genoma mayor capaz de codificar más proteínas. no pueden fabricar sus propias proteínas ni tampoco son capaces de replicar su genoma independientemente de la célula anfitriona. Su pequeño tamaño les permite pasar por los filtros diseñados para retener a las bacterias. Asimismo. asimismo. monocatenario o bicatenario. El virión (la partícula vírica) contiene un genoma de ácido nucleico envuelto en una capa de proteínas (cápside) o además en una membrana (envoltura). La cápside o las proteínas de fijación del ácido nucleico pueden asociarse al genoma y formar una nucleocápside. incluidas las algas unicelulares. los virus son unos parásitos intracelulares obligados y para replicarse dependen de la maquinaria bioquímica de la célula huésped. El tamaño de los virus más importantes oscila entre 18 nm (parvovirus) y 380 nm (poxvirus). que puede ser la misma del virión o bien estar rodeada de la envoltura. también pueden ser invadidas por tipos específicos de virus denominados bacteriófagos (fig. en organismos acuáticos. Ocasionan fiebres. A). Astrovirus: pese a que su detección puede resultar difícil. Las infecciones virales transmitidas a través de las actividades recreativas en aguas de mar son particularmente difíciles de confirmar y cuantificar. a menudo se confunden con infecciones y además en la mayoría de los casos no llegan a ser detectadas por el personal sanitario porque acostumbra a tratarse de afecciones muy leves. etc. puede producirse mediante el análisis de las heces (es principalmente a través de ellas y su paso por las aguas que se transmite). que además están muy difundidos en las aguas. Los bacteriófagos son virus ADN y probablemente exista un tipo para cada bacteria de las aguas. sobre todo aquellos que producen cuadros entéricos y que son resistentes a sistemas de desinfección y control. y en general algunas afecciones respiratorias.. Existen reportes científicos de hasta 10 000 partículas libres en aguas costeras limpias por lo que supone que hay cantidades análogas en todas las aguas eutróficas. Rivera Jacinto 23 . El problema es que no se conocen estos datos porque los virus son más difícilmente detectables en el medio acuático. C).Curso de Microhidrobiología 2013 que viene a ser su material genético rodeado por una cubierta proteica llamada cápside (fig. Además el aislamiento e identificación viral es muy difícil y costosa. siendo los riesgos más frecuentes los asociados con piscinas y balnearios (conjuntivitis por adenovirus y transmisión de poliovirus y echovirus). siendo algunos de los más conocidos los que producen enfermedades en peces y cangrejos con las consecuentes pérdidas económicas. faringitis. Dr. Este tipo de virus produce cefalea. VIRUS EN AGUAS DE CONSUMO En lo que respecta al contacto con el agua. Figura: Esquema de los virus C Las bacterias y las cianobacterias. El uso recreativo del agua también puede ser causa de infección viral. organismos unicelulares. B). Marco A. Pero también son muy importantes los virus patógenos del hombre. malestar general y en ocasiones vómitos. Blgo. Los virus se encuentran tanto en aguas continentales como en casi todas las zonas del mar. conjuntivitis. Existen distintos tipos de virus que se trasmiten a través del agua: Adenovirus: su acción es muy habitual y la mayoría de los humanos se infectan por lo menos una vez durante los primeros años de vida. y esta a su vez rodeada por una envoltura (fig. es muy posible que existan más casos de enfermedades adquiridas por causa de virus que las que se producen por bacterias. Su entrada en el organismo humano se suele producir por vía oral y su destrucción es difícil porque resiste muy bien los ataques con desinfectante. Addison Wesley. Para conseguir esa concentración se pueden utilizar varios métodos. Como se ha indicado más arriba. Sólo en algunos casos muy concretos pueden desencadenar en una meningitis.A. 3ª Ed. produciendo fiebre. España. Rotavirus: su principal síntoma son las diarreas y se ha determinado que alrededor del 10% de las infecciones que produce son graves. BIBLIOGRAFIA ATLAS RM. 1989. PELCZAR M. RHEINHEIMER G. Microbiología. Mc Graw Hill. México. ESPIGARES M. 131p. En este caso. Marco A. se suele realizar por concentración de los virus en un pequeño volumen a fin de poder detectarlos en ese ambiente de alta densidad. Una vez realizada la concentración. Dr. Guía para el estudio de los seres vivos de las aguas dulces. S. Editorial Reverté. 1978. España. los enterovirus se transmiten en el agua a través de los deshechos fecales. Rivera Jacinto 24 .Curso de Microhidrobiología 2013 Enterovirus: como en el caso anterior. estados griposos y dolores musculares. NEEDHAM P. Microbiología. Virus de la hepatitis A: en este caso nos encontramos ante un virus muy estable que se transmite sin ninguna dificultad a través del agua. Oriente Medio y África. Fundamentos y Aplicaciones. NEEDHAM J. entre ellos la ultrafiltración y la ultracentrifugación. 1987. Microbiología de las Aguas. CECSA.A. 4ª Ed. El siguiente y último paso será determinar el método de eliminación del virus mediante una desinfección eficiente. ATLAS RM y BARTHA R. 1990. Virus en aguas de consumo. Su transmisión acostumbra a producirse por los restos de heces en el agua y provoca cuadros de gastroenteritis. Edit. Acribia. la detección de los virus es más difícill que la de las bacterias. Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental. deberá realizarse la detección y el recuento mediante métodos directos basados o no en la infectividad o mediante métodos indirectos (indicadores de contaminación fecal o indicadores químicos). S. Hig Sanid Ambient 2006 (6): 173-189. México. Sus síntomas suelen ser leves. 2002. Barcelona. Virus de la hepatitis E: esta variante del virus de la hepatitis se produce raramente en los países industrializados. siendo su incidencia en gran porcentaje en Asia. Blgo. Sus características clínicas son muy parecidas a las del tipo anterior y sus medios de transmisión suelen ser fecal-oral siendo el agua una de sus vías principales.