Microbiología marina

Las bacterias (Esquizomicetos) son organismos primitivos, unicelulares, carentes de un núcleo diferenciado. La equivalencia de dicho núcleo se encuentra en la forma de los llamados "nucleoides", dispersos en el citoplasma y portadores de ADN. La Clorofila falta también normalmente, por lo que suelen ser organismos heterótrofos, aunque no falten los autótrofos (algunas sulfobacterias y nictrobacterias). Su forma es variable (cocos, bacilos, espirilos) y no faltan ocasiones en las que las bacterias pueden ser filamentosas o ramificadas. Tienen una delicada membrana celular de composición hemicelulósica y a veces quitinosa. Pueden presentar diminutos flagelos plasmáticos de disposición variable.

Las bacterias tienen una enorme importancia en la vida marina, no sólo como elementos indispensables en la cadena trófica (destrucción de la materia orgánica y liberación de los elementos minerales), sino también en la elaboración de dicha materia orgánica (ciclos del Carbono y del Nitrógeno). Se encuentran en todo el ámbito batimétrico del sistema bentónico marino y, aunque más abundantes en los niveles más superficiales, está demostrada su existencia en los grandes fondos marinos (a más de 5.000 m de profundidad).

La producción de sustancia orgánica en las aguas se debe principalmente a las cianofíceas y a las algas, y mayoritariamente, a las formas microscópicas del fitoplancton. Las plantas superiores participan en estos procesos de forma marginal. La mayor parte de las bacterias y todos los hongos, que son, organísmos heterótrofos, no entran en el ciclo de producción primaria de la materia orgánica. Solo cuentan para ello el reducido grupo de bacterias fotoautótrofas y quimioautótrofas. El período generativo de las bacterias del agua varía entre 20 minutos y varios días dependiendo de la especie, de la temperatura, de la concentración de principios nutritivos y de otros varios factores. En las aguas eutróficas cálidas dura normalmente unas pocas horas.

 

La microflora marina sufre constantes modificaciones en función de la propia evolución de la degradación de la materia orgánica. Esto se puede confirmar mediante simples observaciones microscópicas. Por ejemplo, OLAH (1972) encontró a lo largo de 14 días una sucesión de 4 poblaciones bacterianas distintas estudiando la descomposición de un junco (Phragtnites communis). En menos de 12 horas predominaban grandes bacilos que utilizaban como alimento los principios nutritivos disueltos. 4 días después eran reemplazados de forma casi total por pequeños cocos. A las 9 días aparecían colonias de cocos grandes que invadían las partículas de junco. Los citófagos (desintegradores de la celulosa) fueron los siguientes en desarrollarse sobre el detritus. A los 14 días, los grandes cocos alcanzaban una proporción mayor del 50%. En este tipo de sucesiones condicionadas por !a disponibilidad de alimento participan también los hongos y diversos animales inferiores.

 

Básicamente, tanto las bacterias como los hongos, contrariamente, por ejemplo, a los protozoos, sólo pueden utilizar sustancias disueltas. Por lo tanto la materia que aparece en forma de partículas tiene que ser disuelta previamente por enzimas extracelulares. La utilización de estos nutrientes puede efectuarse de dos formas distintas: la activa, que se produce de forma selectiva a través de la membrana citoplasmática y requiere energía, y la pasiva, que se efectúa por simple difusión y sin necesitar aporte energético.

La incorporación activa se realiza por medio de enzimas específicos que se llaman permeasas. Por este sistema, la utilización puede realizarse en concentraciones muy escasas y a altas velocidades de transporte. La utilización pasiva, sin embargo, exige que se alcancen altas concentraciones lo que no suele suceder en el medio natural. No sucede así cuando se trata de sustancias extrañas, por ejemplo, tóxicos, que podrán utilizarse pasivamente de forma inmediata hasta que se equilibre la concentración con el interior de la célula.

 

La producción secundaria de bacterias y hongos C-heterótrofos suele ser considerable ya que utilizan para formar su propia sustancia celular entre 20-60% de la materia orgánica que consumen y entre 40-80% para sus necesidades energéticas. Para ello transforman la materia orgánica, en determinadas condiciones, en sustancias minerales siendo esta remineralización de los compuestos orgánicos la principol función de bacterias y hongos en el equilibrio de las aguas· Así es como los nutrientes de las plantas, presentes por sí mismos en cantidades mínimas, se incorporan de forma constante al ciclo material permitiendo su desarrollo ininterrumpido. La remineralización completa tiene lugar generalmente en presencia de oxígeno, es decir en aguas aerobias ya que en ambientes anaerobios los ciclos de degradación suelen quedar incompletos. Las sustancias fácilmente atacables (azúcares, proteínas ...) suelen descomponerse rápidamente por oxidación mientras que las más resistentes (grasas, celulosa ...) experimentan una acumulación y contribuyen a formar el llamado humus marino.

 

Ciclo del Carbono: el poder glucidolítico de las bacterias marinas es mucho menor que el de las terrestres, pero existe. La celulosa es atacada por Pseudomonas y Cytophaga (aerobias) y Plectridium y Terminosporus (anaerobias). La quitina, proporcionalmente más abundante en el mar que la celulosa, es atacada por bacterias que pertenecen, generalmente, a la familia de las Pseudomonadáceas.

Ciclo del Nitrógeno: El proceso de amonificación (degradación de los compuestos nitrogenados a amoníaco) parece ser que la práctica totalidad de las bacterias pueden llevarlo a cabo. En la nitrificación (paso del amoníaco a nitritos y posteriormente a nitratos) intervienen diferentes bacterias como Nitrosomonas (amoníaco a nitritos) y Nitrobacter (nitritos a nitratos). En la desnitrificación intervienen un número mucho mayor de bacterias como Vibrio, Flavobacterium, Pseudomonas, Erwinia, Achromobacter y Acinetobacter. La fijación del nitrógeno, reacción marcadamente endotérmica, es llevada a cabo por Azotobacter(aerobia) y Clostridium(anaerobia)

Ciclo del Azufre: intervienen bacterias sulfooxidantes como las Protobacteriáceas, Begiatocáceas y las tiobacterias purpúreas (con pigmentos) y bacterias sulforreductoras, normalmente anaerobias, importantes en la producción del SH₂.

En bastantes ocasiones, las bacterias marinas intervienen en la síntesis de determinados compuestos orgánicos o en su preparación previa, como en el caso de las vitaminas, en cuya síntesis o en la preparación de la misma intervienen Pseudomonas, Flavobacterium, Azotobacter y Streptococcus.