Práctica 6 Enriquecimiento y Estratificación de Poblaciones Microbianas de Sistemas Naturales PDF

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Escuela Nacional de Ciencias Biológicas ECOLOGÍA MICROBIANAINFORME DE PRÁCTICAEquipo: 8 y 5Integrantes del equipo:Laboratorio de Ecología MicrobianaBarrón García Ana Karen Nombre dela práctica:Enriquecimiento y Estratificación dePoblaciones Microbianas deSistemas NaturalesFlores Becerril Zaida Valer...

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Nacional de Ciencias Biológicas ECOLOGÍA MICROBIANA

INFORME DE PRÁCTICA

Equipo: 8 y 5 Integrantes del equipo: Barrón García Ana Karen

Laboratorio de Ecología Microbiana Nombre de Enriquecimiento y Estratificación de la práctica: Poblaciones Microbianas de Sistemas Naturales

Flores Becerril Zaida Valeria Menchaca Salazar Marcos

6 Práctica:

Miranda Ruelas Diego Ángel

Grupo: Sección:

4QV2 1

Objetivos: ● Observar la distribución de microorganismos en una columna de agua-sedimento o suelo. ● Relacionar la presencia de estos microorganismos con las características de microhábitat.

Resultados:

Figura 1. Inicio de la práctica.

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FIGURA 2. 20 DÍAS DE INCUBACIÓN DE LAS COLUMNAS. COLUMNA 1. TESTIGO, COLUMNA 2. SACAROSA, COLUMNA 3. DETERGENTE y COLUMNA 4. OBSCURIDAD

COLUMNA 1 TESTIGO En esta columna se observa que el reactivo de la resazurina presenta oxidación a lo largo de la columna, lo cual indica que existe la presencia de microorganismos que llevan a cabo una respiración aerobia y anaerobia. En la parte superior de la columna se observa una capa de color verde brillante, debido a la presencia de algas y cianocabterias, las cuales mantienen la zona aerobia de la superficie, liberando oxígeno. En la parte inferior, que se mantiene en condiciones anaerobias, se encuentra el crecimiento de bacterias dependientes de azufre, que se pueden visualizar por la formación de manchas verdes o de color púrpura, donde se trata de un grupo de bacterias que realizan fotosíntesis anoxigénica, donde SH2 sustituye al agua y se produce S elemental.

COLUMNA 2 En la columna se observa una reducción de sulfato (SO4)2- hasta H2S con la formación de gas debido a la respiración anaeróbica del sulfato, dando una coloración negra en la columna, apariencia turbia y con un olor fétido, esto es debido a la presencia de microorganismos reductores de sulfato, en donde la coloración se debe a la precipitación de sulfuro de metales pesados. Los sulfuros producidos por esta compleja comunidad microbiana, bajo condiciones anóxicas, son fuente de electrones de bacterias fotosintéticas rojas y verdes del azufre alojadas en el estrato superior. Las bacterias rojas del azufre, mayoritarias en esta columna, comprenden un grupo de microorganismos anaeróbicos, parcialmente sensibles a la presencia de oxígeno molecular y H2S. En la parte superior de la columna, cuando la producción de H2S es elevada, se podrán observar algunas bacterias incoloras del azufre, las cuales acumulan gránulos de azufre en sus citoplasmas por oxidación del H2S, ya que si la concentración de gas es elevada, puede

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aparecer azufre elemental por combinación del oxígeno molecular en forma de una pequeña capa que tapiza la superficie. COLUMNA 3 Para esta columna se observa la formación de micelas, debido a que existe resistencia a la acción del detergente y por lo tanto hay reducción a lo largo de toda la columna que se puede notar gracias a la presencia de resazurina, quien pone en evidencia esto, al verse de un tono rosado en la columna COLUMNA 4 Se puede observar en esta columna que el papel de celulosa pue degradado lo cual indica que las bacterias presentes en la columna la emplearon como fuente de energía y de carbono mediante un proceso fermentativo, debido a la falta de oxígeno, también se puede observar a lo largo de la columna un color entre rosa y púrpura, esto es debido a la presencia de bacterias púrpura del azufre quién es obtienen energía de las reacciones luminosas y producen sus materiales celulares a partir del dióxido de carbono sin embargo no producen oxígeno ya que no utilizan al agua como elemento reductor sino al ácido sulfúrico.

Discusión: En una columna clásica, como la que figura en la Guía 27 (Cómo montar una columna de Winogradsky), se observa la liberación de gas (SH2, CO2). En el fondo de la columna pueden aparecer algunas manchas negras debido a la reacción química del SH2 liberado por las bacterias con el hierro del suelo, representada en la ecuación: H2S+Fe2+ →FeS↓ +H2 ↑ Dependiendo de la cantidad de hierro, las manchas pueden extenderse por toda la columna. Un poco más arriba, manchas de color púrpura y verde indican el crecimiento de bacterias del azufre. Siendo menos exigentes en relación al SH2, las bacterias púrpuras crecen antes que las verdes y por encima de ellas. En presencia de poco oxígeno, las bacterias púrpuras florecen (blooming) llegando a visualizarse en el líquido de la parte superior de la columna. La aparición de manchas de color rojo u óxido por sobre las bacterias púrpuras del azufre se puede deber al crecimiento de las denominadas bacterias dependientes del azufre (Rhodospirillum), que soportan bajas concentraciones de SH2. Dependiendo del origen de las muestras de suelo y del enriquecimiento, se observarán en la superficie organismos pertenecientes a diferentes grupos: Cianobacterias, Algas, Protistas e Invertebrados. De particular interés resulta Beggiatoa, una bacteria filamentosa que crece en suelos anóxicos y puede considerarse un indicador de polución. Conclusión: La columna de Winograsdky es un método para demostrar y conocer cómo los microorganismos ocupan lugares altamente específicos o su estratificación, según sus requerimientos de carbono, energía y su tolerancia medioambiental, ademas nos ayuda a conocer cómo los diferentes microorganismos realizan sus ciclos biogeoquímicos y la interdependencia que llegue a existir entre ellos. La columna de Winograsdky se considera un sistema completo y autónomo de

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reciclaje, que se mantiene solo por la energía de luz que incide en él. La realización de esta columna permite conocer los microespacios altamente específicos que ocupan los microorganismos de acuerdo a sus diversas necesidades. Cuestionario: 1. Describir que es un indicador de oxido reducción, de dos ejemplos mencionando los cambios que se observan en los distintos grados de oxidación. Un indicador redox es una sustancia orgánica cuya forma oxidada tiene un color diferente de la forma reducida. Los indicadores redox funcionan de manera análoga a los ácido-base, con la diferencia de que responden al potencial redox del sistema en lugar de hacerlo al pH Estos indicadores requieren solamente un ligero cambio en las proporciones de un estado de oxidación a otro, para dar un cambio visible de color. La res azurina es un ejemplo de un indicador de óxido reducción ya que en su estado oxidado se encuentra en color rosa- morado y al pasar al estado reducido se torna incoloro.

o el azul de metileno en su forma oxidada de color azul y en su forma reducida incoloro

2. De acuerdo a las características de óxido-reducción (zona óxica, zona anóxica e interfase), pH, materia orgánica disponible, dióxido de carbono disponible, presencia de luz, oscuridad, temperatura, etc. indique qué tipo de grupos microbianos tendrá en las siguientes zonas de su columna: A. En la superficie de cada columna: Se encontrarán microorganismos aerobios, en la que se encontrará principalmente algas, cianobacterias y diatomeas. B. En la zona de interfase óxica y anóxica:

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En el ambiente anóxico del fondo de la columna proliferan otras bacterias (Desulfovibrio). Su fuente de carbono son los subproductos de las fermentaciones anteriores. La energía es obtenida mediante respiración anaeróbica, reduciendo el azufre S0 y el sulfato SO4 2disponibles a SH2. Este último se difunde formando en la columna un gradiente de SH2 inverso al del oxígeno. C. Zona inmediata arriba del sedimento: Parte del SH2 que llega hasta la parte superior de la columna es oxidado a sulfato por bacterias incoloras aerobias (Beggiatoa, Thiobacillus, Thiotrix) que enturbian la superficie del líquido. El sulfato se difunde hacia abajo, generando en la columna un conjunto de reacciones de oxidación y reducción características del ciclo de azufre. D. Sedimento En la parte inferior, donde las condiciones son anaerobias, crecen bacterias dependientes del azufre, visualizadas como manchas verdes (Chlorobium) y/o púrpuras (Chromatium). Se trata de un grupo de bacterias que realiza una fotosíntesis anoxigénica, donde el SH2 sustituye al agua y se produce S elemental. Bibliografía: MADIGAN, M.T. et al. Microbiologia de Brock. São Paulo, Pearson Education do Brasil, 2004. Building a Winogradsky Column. An Educator Guide with Activities in Astrobiology. http://quest.nasa.gov/projects/astrobiology/fieldwork/lessons/Winogradsky_5_8.pdf Deacon, J. The Microbial World: Winogradsky column: perpetual life in a tube. http://www.biology.ed.ac.uk/research/groups/jdeacon/microbes/winograd.htm La colonne de Winogradsky. Illustration de la photosynthèse microbienne et du cycle du soufre. http://www2.ac-lyon.fr/enseigne/biotech/Winogradsky.html...