MICROORGANISMOS EN AMBIENTES EXTREMOS

TALLER: MICROORGANISMOS EN AMBIENTES EXTREMOS

1. Defina y de ejemplos:
1. Organismos hipertermófilos
2. Organismos psicrofilos
3. Organismos acidofilos
4. Organismos alcalofilos
5. Organismos Halofilos

2. Cite ejemplos de ambientes donde podamos encontrar cada uno de estos organismos
3. Por que consideras que es importante estudiar los ambientes ecológicos de estos organismos.

1)  Organismos hipertermofilos:

Llamamos termófilos a los organismos cuya temperatura óptima de crecimiento está por encima de 45ºC e hipertermófilos (estenotermófilos) a aquellos cuya temperatura óptima está por encima de 80ºC. Este grupo (órdenes Thermoproteales, Sulfolobales, Desulfurococcales y Caldisphaerales) incluye las especies con las temperaturas de crecimiento más altas de cualquier organismo conocido. la temperatura máxima de crecimiento para Pyrolobus es tan alta como 113 °C. La mayoría de estas especies no pueden crecer por debajo de 70 °C, aunque pueden sobrevivir por períodos largos a bajas temperaturas.

Ejemplo : Una de las especies más conocidas de Crenarchaeota es el Sulfolobus solfataricus. crece a 80 °C y con un pH de 2-4., Pyrolobus,

Pyrococcus,Methanopyrus.

Organismos psicrofilos

                       

son organismos capaces de vivir a temperaturas por debajo de los 5 °C. A veces se los llama criófilos (amantes del hielo). Sus temperaturas óptimas de desarrollo se encuentran entre 4-15 °C

1. Psicrófilos obligados. Su temperatura óptima está en torno a los 15-18 °C, aunque viven perfectamente a cero grados e incluso a temperaturas más bajas;

un ejemplo es Flavobacterium.

Hay algunos cuya temperatura óptima todavía es más baja, los llamamos psicrófilos extremos,

 un ejemplo es Polaromonas vacuolata, que vive en las aguas de la Antártida; su temperatura óptima es de 4 °C y la máxima que resiste es de 14 °C (no sobreviven por encima de esta temperatura).

2. Psicrófilos facultativos. Como su nombre indica tienen la facultad de resistir el frío, pero su temperatura óptima es más alta, en torno a los 20-30 °C. Estos organismos son los culpables de que los alimentos se estropeen en los frigoríficos.

Alcalófilos:

 Se consideran alcalófilos aquellos organismos que viven en ambientes con pH por encima de 9. Ellos se encuentran en suelos cargados de carbonatos y lagos salinos como los que se encuentran en Egipto, el Rift Valley de Africa y oeste de los Estados Unidos. se encuentran en situación opuesta, dado que constantemente deben bombear H+ en la célula para mantener el pH bajo en relación al pH externo alto. La síntesis de ATP en los alcalófilos es un problema particular, dado que el Dp parece ser demasiado bajo para permitir la síntesis de ATP. La respuesta a este dilema no está completamente clara, pero puede ser que el flujo de H+ local sea más importante que los efectos del H+ global; la respiración podría acoplar directamente a la ATP sintetasa para entregar protones para la síntesis de ATP.

Pero la mayoría del Dp debe venir de Dy. Los alcalófilos usan probablemente un sistema antiportador de Na+/H+ para mantener el pH interior bajo. Se usan los protones generados por las actividades respiratorias para bombear Na+ fuera de la célula. A cambio, se usa el gradiente de Na+ para bombear solutos, etc. en la célula vía transporte de Na+, completando el circuito.

Ejemplo Spirulina (cianobacterias)

Acidófilo

 (del griego, textualmente, "Que ama el ácido") es un organismo, o la estructura del cual, que se desarrolla preferentemente en un medio ácido. Suele tratarse de bacterias y otros organismos muy simples que son capaces de desarrollarse en condiciones de pH demasiado bajo para la mayoría de formas de vida. Forman parte así, de la familia de organismos extremófilos, es decir, que viven en condiciones extremas.

En dietética, acidófilo es el nombre genérico que recibe cierto grupo de probióticos, generalmente añadidos a la leche o en cápsulas, que contienen una o más de las siguientes bacterias que ayudan a la digestión:

• Lactobacillus acidophilus (A)
• Lactobacillus casei (C)
• Lactobacillus bulgaricus
• Bifidobacterium bifidum (B)
• Streptococcus thermophilus

Sólo el L. acidophilus es un auténtico acidófilo, aunque muchos fabricantes usan ese nombre genérico para describir una serie de preparaciones bacterianas en las que se incluye el L. acidophilus. Los acidófilos dietéticos pueden encontrarse de forma natural en yogures y otros alimentos.

Los halófilos

 son organismos que muestran gran afinidad por la sal por lo que viven en ambientes hipersalinos que se definen generalmente como aquellos en los que la concentración de sal supera la del agua de mar (3.5% de sales totales).

Existe una gran diversidad de organismos halófilos pertenecientes a los tres dominios Eukarya, Archaea y Bacteria. Los halófilos se agrupan según sus requerimientos de sal:

   

Halófilos débiles	Crecimiento óptimo a 2-5% de NaCl.
Halófilos moderados	Crecimiento óptimo a 5-20% de NaCl.
Halófilos extremos	Crecimiento óptimo a 20-30% de NaCl.

Para vivir en ambientes hipersalinos tales como las salinas, los organismos halófilos han desarrollado diversos mecanismos de adaptación que les confiere propiedades únicas con un gran potencial aplicado.

El problema más importante en este tipo de ambientes es la pérdida del agua citoplasmática debida a la elevada osmolaridad del ambiente. Para combatir este problema los halófilos acumulan un soluto compatible.

   

Soluto compatible: Sustancias que los microorganismos acumulan en su citoplasma para ajustar su actividad de agua. Estos solutos no deben inhibir el metabolismo celular. Pueden ser: 1) Sintetizados por el microorganismo (azucares, polialcoholes, aminoacidos, etc.) 2) Tomados del exterior y acumulados activamente (betaina, K+)

 Ejemplo

    halófilos moderados       

Entre los representantes de este grupo hay algunos eucariotas tales como: crustáceos (p.e. Artemia salina), insectos (p.e. Ephydra hians) algunas plantas (p.e. Salicornia spp), algas (p.e. Dunaliella viridis), hongos y protozoos (p.e. Fabrea salina).

halófilos extremos       

Recientemente se han aislado algunas cepas de bacterias del género Salinibacter, pero por el momento, la mayoría de los microorganismos halófilos extremos son procariotas pertenecientes al dominio Archaea y se conocen como halobacterias y más recientemente como haloarqueas.

2)

ü  hipertermofilos : manantiales geotermales sulfúricos, en volcanes

ü  Psicrofilos : Polaromonas vacuolata, que vive en las aguas de la Antártida, en frigoríficos, glaciares.

ü  Alcalofilos: se encuentran en suelos cargados de carbonatos y lagos salinos como los que se encuentran en Egipto, el Rift Valley de África y oeste de los Estados Unidos.

ü  Acidofilos: Río Tinto, en la provincia de Huelva, emanaciones volcanicas,Otro lugar donde es posible encontrar acidófilos es en las escorias de las minas, como por ejemplo en  The Iron Mountain Mine en California del Norte

ü  Halófilos: en el mar, Lagos naturales salados y salinas creadas por el hombre. Muchos de los ambientes salinos son también extremadamente alcalinos ya que el carbonato sódico, así como otras sales, pueden liberar iones que producen la alcalinidad.

3) Creemos que es de vital importancia El estudio de los hábitat de  los organismos  extremofilos  puesto que hace  unos 50 años se creía que  los organismos solo podían vivir en condiciones normales  o  en las ya conocidas como lo son PH, temperatura, presión, es decir se decía que   solo podía existir vida en numero limitado de ambientes,  sin embargo hoy dia, se han ido encontrado Vida en prácticamente todos los rincones explorados además estos han reconocido que lugares que se había asumido eran estériles están llenos de vida. Actualmente sabemos que todos los ambientes considerados "inhabitables" por el hombre son colonizados por determinados organismos que son perfectamente capaces de adaptarse a esos nichos ecológicos (escasez de agua, altas temperaturas, frío, etc). Y que por tal razón se denominan extremofilos

El tema de los extremófilos incluso se relaciona con la exobiología, que estudia cómo la vida apareció y continuó en la Tierra, y la posibilidad de que haya vida en otros lugares y de qué modo ésta se podría encontrar y reconocer. Es decir que, los extremófilos y el descubrimiento de ecosistemas que se desenvuelven en condiciones insospechadas hasta ahora, abren perspectivas diferentes en relación con la definición de mundo habitable.

Debido aque estos organismos son capaces de resistir  condiciones tan extremas tienen un gran auge en los estudios biotecnológicos,  aquí  el

 Interés particular son las enzimas (catalizadores biológicos) que ayudan a los extremófilos a funcionar en las circunstancias, a menudo brutales, de su entorno (se las llama "extremozimas"). Como los catalizadores sintéticos, las enzimas, que son proteínas, aceleran las reacciones químicas sin alterarse. Las enzimas normales dejan de trabajar cuando se exponen al calor o a otras circunstancias extremas. Pero, permaneciendo activas cuando otras fallan, las enzimas de los extremófilos puede eliminar la necesidad potencial de ciertas precauciones, aumentando la eficacia y reduciendo el coste. También pueden ser la base de procesos completamente nuevos basados en enzimas.

 El estudio  de los ambientes  de estos organismos también es importante debido a que dependiendo    de las condiciones  a las que esté sometido el organismo, así puede dársele un respectivo uso ejemplo si soporta la presencia de  grandes cantidades de metales  pueden ser utilizados como depuradores en la biorremediacion.