METODOS DE MEDICION DE BIOMASA MICROBIANA

By: Julie Chacon Orozco

Cantidad de materia viva producida en un área determinada de la superficie terrestre, o por organismos de un tipo específico, en este caso los microorganismos.

Esta es una variable ecológica importante porque representa la cantidad de energía almacenada en un segmento partículas de una comunidad biológica.

Lo mas practico para la determinación de la biomasa microbiana se basa en pruebas detectando la presencia de compuestos bioquímicas específicos que indican la presencia de microorganismos.

ATPLa medida de ATP puede usarse para calcular la biomasa microbiana, sin embargo existen dificultades para el calculo exacto pues en algunos casos la concentración de ATP cambia según sus condiciones alteradas como las nutricionales y fisiológicas.
La mejor medida seria la cantidad total de compuestos adenilados:

A: ATP+ ADP + AMP

Esto se calcula con el fin de calcular la carga energética.

EC: (ATP + ½ ADP)

-------------------
(ATP + ADP + AMP)

Esta carga energética es una medida del estado fisiológico de los microorganismos presentes en la muestra.

COMPONENTES DE LA PARED CELULARLa mayoría de las bacterias poseen acido murámico en su pared celular,, y esta es la herramienta útil para la determinación de la biomasa microbiana.

Esta se basa en la liberación de lactato por parte del acido muramico y posteriormente el análisis químico para determinar la concentración de dicho lactato.

La conversión de la medida de acido muramico (MA) en biomasa indica que las bacterias Gram positivas presentan una proporción de 44µg MA/mg C y las Gram negativas 1244µg MA/mg C.

CLOROFILA
La biomasa de los microorganismos fotosintéticos se puede determinar a partir de la determinación de la clorofila.
Esta se puede extraer con disolvente como la acetona o el metanol, y cuantificarse midiendo su absorbancia en un espectrofotómetro a una longitud de onda de 665nm.

PROTEINA
Las proteinas son fácilmente cuantificables, y estas con grupos hemo pueden ser detectadas específicamente mediante quimioluminiscencia.
Esta determinación proteica es apropiada solamente cuando se encuentra solamente una población.

DNA
La determinación del ADN puede emplearse como la determinación de la masa microbiana.
Suele emplearsen reacciones con colorantes fluorescentes como el bromuro de etidio y la espectrofluorometria.

Actividad biológica dentro del relleno sanitario

La actividad biológica dentro de un relleno sanitario se presenta en dos etapas relativamente bien definidas :

· Fase aeróbica : Inicialmente, parte del material orgánico presente en las basuras es metabolizado aeróbicamente (mientras exista disponible oxigeno libre), produciéndose un fuerte aumento en la temperatura. Los productos que caracterizan esta etapa son el dióxido de carbono, agua, nitritos y nitratos

· Fase anaeróbica : A medida que el oxigeno disponible se va agotando, los organismos facultativos y anaeróbicos empiezan a predominar y proceden con la descomposición de la materia orgánica, pero más lentamente que la primera etapa. Los productos que caracterizan esta etapa son el dióxido de carbono, ácidos orgánicos, nitrógeno, amoniaco, hidrógeno, metano, compuestos sulfurados (responsables del mal olor) y sulfitos de fierro, manganeso e hidrógeno.

Además, algunos de estos productos producen reacciones químicas dentro y fuera del relleno. En consecuencia, otras reacciones similares se llevan a cabo, como resultado de la interacción de algunos subproductos de descomposición, entre ellos mismos o con las basuras con que entran en contactos. Muchos de estos productos, en la eventualidad de emerger libremente del relleno, como gases o líquidos, podrían provocar serios trastornos ambientales.

Lixiviados o líquidos percolados

Los residuos, especialmente los orgánicos, al ser compactados por maquinaria pasada liberan agua y líquidos orgánicos, contenidos en su interior, el que escurre preferencialmente hacia la base de la celda. La basura, que actúa en cierta medida como una esponja, recupera lentamente parte de estos líquidos al cesar la presión de la maquinaria, pero parte de él permanece en la base de la celda. Por otra parte, la descomposición anaeróbica rápidamente comienza actuar en un relleno sanitario, produciendo cambios en la materia orgánica, primero de sólidos a liquido y luego de liquido a gas, pero es la fase de licuefacción la que ayuda a incrementar el contenido de liquido en el relleno, y a la vez su potencial contaminante. En ese momento se puede considerar que las basuras están completamente saturadas y cualquier agua, ya sea subterránea o superficial, que se infiltre en el relleno, lixiviara a través de los desechos arrastrando consigo sólidos en suspensión, y compuestos orgánicos en solución. Esta mezcla heterogénea, de un elevado potencial contaminante, es lo que se denomina lixiviados o líquidos percolados.

Medidas de mitigación

Las medidas de mitigación empleadas para reducir los impactos ambientales negativos de un relleno sanitario dependen de una serie de factores, entre los cuales destacan : las características del proyecto, tecnología usada, localización, condiciones de operación (tamaño, clima), etc., no obstante es posible identificar los impactos mas frecuentes generado por este tipo de faena y las medidas que normalmente se emplean para su mitigación.



Olores :
Utilización de pantallas vegetales, (árboles, arbustos)
Tratamiento de los líquidos percolados
Quema del biogás cuando hay metano suficiente



Ruidos :· Pantallas vegetales
· Utilizar equipos de baja emisión de ruidos



Alteración del suelo :Adecuada impermeabilización del relleno sanitario, para evitar filtraciones
Vegetación para evitar erosión rellenamiento para evitar nivelar zonas con asentamiento diferencial o pendientes fuertes.



Diseminación de materiales :
Configurar barreras para evitar que el viento incida sobre el frente de trabajo
Utilizar mallas interceptoras
Desprender residuos de camiones antes que abandonen el relleno

Material particulado :· Riego de camino y de la tierra acumulada para el recubrimiento
· Pantallas vegetales en el perímetro del relleno

Control de vectores :Mantener aislado sanitariamente el recinto medieante la formación de un cordón sanitario que impida la infestación del relleno por roedores y el paso de especies animales desde y hacia el recinto.
Realizar fumigaciones y desratizaciones como minino, cada 6 meses. Los elementos químicos que se empleen en esta actividad, deben estar acordes con la legislación.
Incremento movimiento vehicular
Tratar de que la recolección se haga en horas diferidas
En caso de vehículos de estaciones de transferencia tratar que estos lleguen en forma secuencial.



Líquidos percolados :Almacenamiento en depósitos cerrados
Recirculación
Tratamiento físico químico y/o biológico



Biogás :
Extracción con fines de utilización
Quema controlada

Abonos organicos

IMPORTANCIA DE LOS ABONOS ORGÁNICOS.

By: Tatiana Aguilar

La necesidad de disminuir la dependencia de productos químicos artificiales en los distintos cultivos, está obligando a la búsqueda de alternativas fiables y sostenibles. En la agricultura ecológica, se le da gran importancia a este tipo de abonos, y cada vez más, se están utilizando en cultivos intensivos.No podemos olvidarnos la importancia que tiene mejorar diversas características físicas, químicas y biológicas del suelo, y en este sentido, este tipo de abonos juega un papel fundamental.Con estos abonos, aumentamos la capacidad que posee el suelo de absorber los distintos elementos nutritivos, los cuales aportaremos posteriormente con los abonos minerales o inorgánicos.Actualmente, se están buscando nuevos productos en la agricultura, que sean totalmente naturales.Existen incluso empresas que están buscando en distintos ecosistemas naturales de todas las partes del mundo, sobre todo tropicales, distintas plantas, extractos de algas, etc., que desarrollan en las diferentes plantas, distintos sistemas que les permiten crecer y protegerse de enfermedades y plagas.De esta forma, en distintas fábricas y en entornos totalmente naturales, se reproducen aquellas plantas que se ven más interesantes mediante técnicas de biotecnología.En estos centros se producen distintas sustancias vegetales, para producir abonos orgánicos y sustancias naturales, que se están aplicando en la nueva agricultura.Para ello y en diversos laboratorios, se extraen aquellas sustancias más interesantes, para fortalecer las diferentes plantas que se cultivan bajo invernadero, pero también se pueden emplear en plantas ornamentales, frutales, etc.

PROPIEDADES DE LOS ABONOS ORGÁNICOS.

Los abonos orgánicos tienen unas propiedades, que ejercen unos determinados efectos sobre el suelo, que hacen aumentar la fertilidad de este. Básicamente, actúan en el suelo sobre tres tipos de propiedades:

Propiedades físicas.
• El abono orgánico por su color oscuro, absorbe más las radiaciones solares, con lo que el suelo adquiere más temperatura y se pueden absorber con mayor facilidad los nutrientes.• El abono orgánico mejora la estructura y textura del suelo, haciendo más ligeros a los suelos arcillosos y más compactos a los arenosos.• Mejoran la permeabilidad del suelo, ya que influyen en el drenaje y aireación de éste.• Disminuyen la erosión del suelo, tanto de agua como de viento.• Aumentan la retención de agua en el suelo, por lo que se absorbe más el agua cuando llueve o se riega, y retienen durante mucho tiempo, el agua en el suelo durante el verano.

- Propiedades químicas.

Los abonos orgánicos aumentan el poder tampón del suelo, y en consecuencia reducen las oscilaciones de pH de éste.• Aumentan también la capacidad de intercambio catiónico del suelo, con lo que aumentamos la fertilidad.

- Propiedades biológicas.
• Los abonos orgánicos favorecen la aireación y oxigenación del suelo, por lo que hay mayor actividad radicular y mayor actividad de los microorganismos aerobios.• Los abonos orgánicos constituyen una fuente de energía para los microorganismos, por lo que se multiplican rápidamente.

TIPOS DE ABONOS ORGÁNICOS.:

El extracto de algas, es normalmente producto compuesto carbohidratos promotores del crecimiento vegetal, aminoácidos y extractos de algas cien por cien solubles.Este producto es un bioactivador, que actúa favoreciendo la recuperación de los cultivos frente a situaciones de estrés, incrementando el crecimiento vegetativo, floración, fecundación, cuajado y rendimiento de los frutos.Otro tipo de abono orgánico, se basa en ser un excelente bioestimulante y enraizante vegetal, debido a su contenido y aporte de auxinas de origen natural, vitaminas, citoquininas, microelementos y otras sustancias, que favorecen el desarrollo y crecimiento de toda la planta.Este segundo producto es de muy fácil asimilación por las plantas a través de hojas o raíces, aplicando tanto foliar como radicularmente, debido al contenido en distintos agentes de extremada asimilación por todos los órganos de la planta.Otro abono orgánico, contiene un elevado contenido en aminoácidos libres, lo cual significa que actúa como activador del desarrollo vegetativo, mejorando el calibre y coloración de los frutos, etc.El aporte de aminoácidos libres facilita el que la planta ahorre energía en sintetizarlos, a la vez que facilita la producción de proteínas, enzimas, hormonas, etc., al ser éstos compuestos tan importantes para todos los procesos vitales de los vegetales.Por último podemos destacar los típicos abonos orgánicos, que poseen gran cantidad de materia orgánica, por lo que favorecen la fertilidad del suelo, incrementan la actividad microbiana de este, y facilitan el transporte de nutrientes a la planta a través de las raíces.Las sustancias húmicas incrementan el contenido y distribución de los azúcares en los vegetales, por lo que elevan la calidad de los frutos y flores, incrementando la resistencia al marchitamiento.El aporte de distintos elementos nutritivos es fundamental para el desarrollo fisiológico normal de la planta, ya que alguna carencia en los mismos, pueden provocar deficiencias en la planta que se pueden manifestar de diferentes formas.

ENMIENDAS HÚMICAS.

Las enmiendas húmicas favorecen el enraizamiento, ya que desarrollan y mantienen un sistema radicular joven y vigoroso, durante todo el ciclo de cultivo.El desarrollo radicular, de la planta con aporte de enmiendas húmicas es enorme, y esto hace que el desarrollo de la misma sea mucho más rápido, debido a que absorbe mayor cantidad de elementos nutritivos, y esto se traduce en mayor producción.Este abono orgánico al desarrollar más las raíces, equilibra también mejor la nutrición de las plantas, mejora el comportamiento de éstas frente a condiciones salinas y ayuda a la eliminación de diversas toxicidades.Las raíces son el pilar básico de una planta, ya que no podemos olvidar que le sirven de sujeción al suelo. Las raíces de las plantas hortícolas son fasciculadas, no distinguiéndose un pivote principal. Están constituidas por una serie de troncos principales que profundizan oblicuamente en el suelo y de los cuales nacen las raíces secundarias.La escasez de materia orgánica, y por tanto de ácidos húmicos y fúlvicos de los suelos, hace necesario el aporte de los mismos al suelo.Dada las dificultades técnicas, logísticas y económicas de los aportes masivos de estiércol como fuente de materia orgánica, los preparados líquidos a base de ácidos húmicos y fúlvicos, se hacen imprescindibles para mejorar la fertilidad y productividad de los suelos.La leonardita es un lignito blando en forma ácida, de color pardo y de origen vegetal. Es la materia prima de las sustancias húmicas, ya que posee un gran contenido de extracto húmico total.

AMINOÁCIDOS.

Otro elemento fundamental en los abonos orgánicos, son los aminoácidos.Desde 1804 hasta nuestros días, los fisiólogos vegetales han demostrado que, además del carbono, hidrógeno y oxígeno, son trece los elementos químicos que se consideran esenciales, para la vida de las plantas.De éstos, el más importante con diferencia es el nitrógeno. La fertilización tradicional no siempre consigue su objetivo. Situaciones de estrés hídrico, térmico o fitotóxico, pueden impedir que las plantas absorban el nitrógeno disponible y lo utilicen para sus procesos biosintéticos.Estos problemas pueden solucionarse, valiéndose de los conocimientos más modernos de fisiología vegetal utilizando elementos básicos de la biosíntesis........, es decir los aminoácidos.Los aminoácidos constituyen la base fundamental de cualquier molécula biológica, y son compuestos orgánicos. No puede realizarse proceso biológico alguno, sin que en alguna fase del mismo intervengan los aminoácidos.Estos aminoácidos se fabrican en empresas especializadas, mediante un recipiente mezclador en el cual se colocarán levaduras, y otros productos. Posteriormente y mediante diversas hidrólisis y centrifugación, se dispondrá del abono orgánico.Las proteínas son sustancias orgánicas nitrogenadas de elevado peso molecular, y todas están constituídas por series definidas de aminoácidos.Los aminoácidos son por tanto las unidades básicas de las proteínas. La mayoría de las proteínas contienen veinte aminoácidos.Las plantas sintetizan los aminoácidos a través de reacciones enzimáticas, por medio de procesos de aminación y transaminación, los cuales conllevan un gran gasto energético por parte de la planta.Partiendo del ciclo del nitrógeno, se plantea la posibilidad de poder suministrar aminoácidos a la planta, para que ella se ahorre el trabajo de sintetizarlos, y de esta forma poder obtener una mejor y más rápida respuesta en la planta.De esta forma los aminoácidos son rápidamente utilizados por las plantas, y el transporte de los mismos tiene lugar nada más aplicarse, dirigiéndose a todas las partes, sobre todo a los órganos en crecimiento.Los aminoácidos, además de una función nutricional, pueden actuar como reguladores del transporte de microelementos, ya que pueden formar complejos con metales en forma de quelatos.Pero la calidad de un producto, a base de aminoácidos, tiene relación directa con el procedimiento empleado para la obtención de dichos aminoácidos.Todos los abonos orgánicos, se pueden utilizar en cualquier especie vegetal y su aplicación es normalmente mediante el riego, colocándose una serie de depósitos auxiliares, a través de los cuales se inyectan en la red de riego, y en las cantidades que veamos oportuno.

Bacterias nitrificantes y denitrificantes

Bacterias Nitrificantes y denitrificantes.


El nitrógeno es un elemento que encontramos incorporado en moléculas orgánicas que desempeñan funciones vitales par toda célula. Este elemento es un constituyente básico de aminoácidos, ácidos nucleicos, azucares aminadas y los polímeros que estas moléculas forman.

El nitrógeno molecular es el principal deposito de nitrógenos para los organismos vivos, solo un reducido grupo de eubacterias (fototroficas y heterotróficas) y arqueobatcerias exhibe dicha capacidad y la reducción biológica del nitrógeno molecular es llevada a cabo únicamente por microorganismos procariotas.

Los microorganismos que fijan nitrógeno en ambientes aeróbicos han desarrollado diferentes adaptaciones metabólicas y estructurales para poder llevara a cabo la fijación de nitrogeno en un ambiente oxidante.
La actividad del complejo nitrogenasa es también inhibida por la presencia de formas reducidas de nitrógeno en el ambiente.

NITRIFICACION:
Descripción del proceso:

El proceso de nitrificación consiste en la oxidación del amoniaco bajo condiciones estrictamente aeróbicas. En la naturaleza contamos con un grupo de bacterias aeróbicas estrictas que poseen los agentes catalíticos como las enzimas, los cuales son apropiados para efectuar la oxidación. Estas bacterias son las comúnmente conocidas como bacterias nitrificantes. al oxidación del amoniaco por estas bacterias se observa en suelos con buen drenaje, a un pH neutral o en cuerpos de agua con un alto contenido de oxigeno disuelto y un pH neutro. Las condiciones de anoxia o una alta acidez inhiben la actividad catalítica de estas bacterias.
Este proceso ocurre en dos etapas; comienza con la oxidación del amoniaco a nitritos, seguido de la oxidación del nitrito a nitrato. En cada una de estas etapas intervienen diferentes poblaciones de bacterias quimiolitotróficas. En la oxidación del amoniaco a nitrito es mediada principalmente por bacterias del genero Nitrosomas, mientras que en la oxidación de nitrito a nitrato intervienen frecuentemente las bacterias del genero Nitrobacter. No se conoce hasta el momento ninguna bacteria quimiolitotrofica que pueda oxidar el amoniaco directamente a Nitrato.
Proceso de nitrificación.

ESTADO DE OXIDACION DEL NITROGENO

(-3) (+3) (+5)

NH3 NO2 NO3
Nitrosomonas Nitrobacter
Nitrosococcus Nitrospina
Nitrosopira Nitrococcus
Nitrosolobus Nitrospira
Nitrosovibrio

Las bacterias quimiolitotróficas nitrificantes están distribuidas ampliamente en suelos y cuerpos de agua dulce y salada, aunque sus densidades son por lo general bajas. Estas alcanzan densidades altas en habitats que presentan concentraciones altas de amoniaco, en particular en lugares donde se lleva a cabo un procesote descomposición de proteínas (amonificación). En cuerpo de aguas inferiores como lagos, ríos y quebradas que reciben descargas no tratadas e inclusive tratadas de alcantarillado sanitario, encontramos concentraciones altas de amoniaco que pueden sostener el crecimiento de bacterias nitrificantes. No obstante, dado que la oxidación biológica del amoniaco requiere de oxigeno, observamos que el amoniaco tiende a acumularse en habitats anaerobios.

Factores abióticos que afectan el proceso de nitrificación:

· Oxigeno: es muy limitado o no existente en sedimentos anoxicos, y también no se requiere de altas concentraciones de oxigeno disuelto para que se lleve a cabo el proceso.
· Materia orgánica disuelta: La presencia de altas concentraciones de esta puede inhibir de forma directa las bacterias nitrificantes
· pH: Se observa una tendencia marcada que disminuye, generalmente el pH optimo para este proceso oscila entre 8 y 9
· Metales: Metales como el cobre, mercurio, y cromo, tienen efecto inhibitorio sobre cultivos puros de bacterias nitrificantes.
· Temperatura: Cuando la temperatura desciende de los 15°C la razón de nitrificación cae abruptamente, reduciéndose a un 50% cuando la temperatura baja a 12°C


EFECTOS DEL PROCESO DE NITRIFICACION SOBRE LA ACTIVIDAD AGRICOLA

El nitrato es una molécula muy soluble en agua, que es arrastrada por la lixiviación, en suelos que reciben lluvias fuertes. En consecuencia la nitrificación no es un proceso beneficioso para la agricultura. ESte proceso de oxidación transforma una fuente de nitrógeno de naturaleza cationica, que se absorbe fuertemente al material cargado de manera negativa en arcillas, en una fuente de nitrógeno aniónica que es arrastrado y trasladado a aguas subterráneas causando un problema crítico por:
· Presenta perdida importante de nitrógeno del suelo donde es necesario para sostener el crecimiento de plantas superiores
· La presencia de altas concentraciones de este en los suministros de agua potable siendo un riesgo serio para la salud humana

Sobre la salud humana la presencia de altas concentraciones de nitrito y nitrato en aguas subterráneas, aguas superficiales plantea un serio problema para la salud publica. El nitrito es toxico para los humanos, dado que se combina con la hemoglobina bloqueando el intercambio normal de gases con oxigeno, ocasionando agentes mutagénicos o carcinomas.

DENITRIFICACION
Descripción del proceso:

La denitrificacion es un proceso de respiración anaerobia, donde el nitrato es utilizado como aceptor alterno de electrones en un lugar de oxigeno, reduciéndose a oxido nítrico, oxido nitroso o nitrógeno molecular. Es importante sabe que estos compuestos nitrogenados son gases pocos solubles, los mismos no se incorporan al material celular, sino que escapan a la atmósfera. Este proceso es también conocido como trayecto disimilativo de nitrato, es llevado a cabo exclusivamente por eubacterias. Estos géneros bacterianos contienen especies que demuestran la habilidad de llevar a cabo el proceso de denitrificacion: Bacillus, Chromobatcerium, Micrococcus, Pseudomonas, Spirillum, Moraxella, Paracoccus, Alcaligenes.
Este proceso es utilizado bajo condiciones controladas en sistemas de tratamiento de aguas usadas, para reducir la concentración de nitrógeno en los afluentes.

Factores abióticos que afectan el proceso de denitrificacion:

· Oxigeno: Reprime la síntesis de proteinas que participan en el proceso de denitrificacion
· pH: En estudios realizados con una flora bacteriana mixta se encontro que la reduccion de nitrato a oxido nitroso es mas abundante a valores de pH menor de 7

BIOFILTROS

BIOFILTROS…
by: Ingris Tatiana Aguilar

Descripción
Los biofiltros remueven los olores de una corriente de aire fétida por medio de la adsorción y la absorción de los compuestos sobre un lecho de un medio natural en donde los microorganismos oxidan los compuestos. Las bacterias y otros microorganismos del medio se aclimatan a los compuestos presentes y son suficientes para proporcionar la acción de limpieza; no se requiere ninguna inoculación bacterial o adición química. Los biofiltros se utilizan comúnmente para tratar el aire de todo tipo de operaciones de compostaje.

Ventajas
Los biofiltros proporcionan una reducción significativa de las emisiones totales del olor incluyendo las emisiones de carbono orgánico volátil. Es una tecnología simple que requiere pocas piezas móviles y es de baja energía. Las temperaturas frías del invierno no afectan el funcionamiento del biofiltro. Los biofiltros no son altos y ni tan visibles a los vecinos como sucede con sistemas que requieren chimeneas. Todas las ventajas anteriormente mencionadas son valederas si los biofiltros se diseñan adecuadamente, se mantienen húmedos, y se renuevan periódicamente.

Desventajas
La limitación principal de los biofiltros es el requerir un área grande de terreno para las instalaciones. El tamaño del área superficial para los biofiltros se relaciona directamente con la circulación de aire a ser tratado y la necesidad de proporcionar un período de retención de alrededor de 45 a 60 segundos. El funcionamiento ineficiente del biofiltro se atribuye generalmente a la falta de humedad en el medio filtrante. Otros problemas que pueden inhibir la operación son el flujo en cortocircuito, la reducción del pH, y las altas temperaturas.

Una concentración de amoníaco mayor a 35 ppm en la corriente de aire fétido puede causar una acumulación tóxica del amoniaco en el medio, reduciendo la efectividad de la remoción del amoníaco. La necesidad de mantener húmedos los biofiltros conlleva un uso significativo de agua y la necesidad de tratar o de disponer de los líquidos de lixiviado y condensación. Los criterios del diseño no están bien establecidos y los biofiltros pueden no ser apropiados para los olores muy fuertes.

Aspectos microbiológicos de la biofiltración
La capacidad de degradación de los microorganismos involucrados en estos procesos depende de las características de los contaminantes. Para compuestos o mezclas biogénicas es fácil encontrar, por su ubicuidad, microorganismos que degraden los contaminantes a partir de suelos contaminados, lodos activados y compostaje. Para la biodegradación de compuestos más recalcitrantes es necesario realizar un proceso de selección para encontrar microorganismos eficientes para la oxidación de los contaminantes. Para compuestos altamente recalcitrantes, como algunos aromáticos y ciertos clorados de alto peso molecular, se requiere la presencia de otros compuestos orgánicos para poder realizar la oxidación, proceso que se conoce como cometabolismo. Las fuentes más comunes para encontrar los microorganismos necesarios para el proceso son generalmente las plantas de tratamiento de agua que reciben las descargas de las industrias en donde se generan estos contaminantes.
En los procesos biológicos para el control de aire contaminado no es posible considerar la esterilización del gas por motivos económicos. Por lo tanto, las poblaciones dentro de los equipos deben ser capaces de oxidar los contaminantes en condiciones altamente competitivas de no esterilidad.

Biopelículas:
Las biopelículas son organizaciones microbianas compuestas por microorganismos que se adhieren a las superficies gracias a la secreción de un exopolímero.
Estas conformaciones microbianas presentan características como:
Heterogeneidad, diversidad de microambientes, resistencia a antimicrobianos y capacidad de comunicación intercelular que las convierten en complejos difíciles de erradicar de los ambientes donde se establecen.
En el hombre las biopelículas se asocian con un gran número de procesos infecciosos que por lo general son de transcurso lento, ocasionando que su control sea dispendioso. En el área industrial y del medio ambiente el papel de las biopelículas se centra en el biofouling y la Biorremediación.
El biofouling es la contaminación de un sistema producido por la actividad microbiana de la biopelícula, mientras que la Biorremediación utiliza las biopelículas para mejorar las condiciones de un sistema contaminado. El estudio de las biopelículas es un área excitante en continua evolución; tienen repercusiones importantes para la humanidad las implicaciones que presentan estas asociaciones en los diversos ámbitos de la medicina y la industria.

CIANOBACTERIAS COMO BIOFERTILIZANTES

By: Vanessa Valencia Rodriguez

Las cianobacterias presentan ciertas características morfológicas: Tamaño celular

Hormogonios: pequeños pedazos de tricoma que contiene entre tres y diez células, se originan por la muerte de células llamadas necridios o discos de separación en medio del tricoma. Después de ser liberados, los hormogonios pueden crecer y generar nuevas plantas.

Aquinetos o aquinetes : son esporas inmóviles. Su formación se inicia con el aumento en el tamaño de una célula, la formación de una pared espesa y la acumulación de material de reserva o gránulos de cianoficina, por lo que pueden verse como oscuros. Pueden presentarse aislados en pares o en series y permiten al alga sobrevivir en periodos desfavorables; cuando retornan las condiciones favorables, el aquineto germina y origina un nuevo individuo.

Endosporas: son pequeñas y se originan en gran número en el interior celular por divisiones endógenas del protoplasto.

Exosporas: se forman basipetalmente en el extremo distal del alga por divisiones transversales del protoplasto.

Heterocistos o heterocitos: son aparentemente células vegetativas metamorfoseadas, diferentes al resto de las células del filamento; poseen pared celular gruesa, citoplasma generalmente hialino y uno o más nódulos polares. Pueden estar aislados o intercalados, o pueden ser aislados terminales. Además de servir para la reproducción sexual, representan un punto débil en el tricoma ante la agitación del medio y sirven para la fijación de nitrógeno molecular, N2.

Usos históricos y actuales de las Cianobacterias:

En algunas islas del Mar del Norte, incluso han constituido la base de la existencia de la agricultura ya que el suelo agrícola lo ha ido (y continúa) fabricando el hombre mezclando arena y limo con las macroalgas de arroz.

No existen patentes del biofertilizante más antiguo: La utilización de cianobacterias fijadoras de nitrógeno simbióticas (Anabaena azollae) en el helecho acuático Azolla, que aportaban (y continúan aportando) en vivo como biofertilizante (Nitrógeno) fotosintético al acuicultivo más importante del planeta (arroz) fue un descubrimiento vietnamita que se mantuvo secreto durante muchos siglos.

*Aplicación de las Cianobacterias con la evolución de la gama de los productos históricos y actuales:

Biofertilizante de arrozales, por inoculación con helechos flotantes Azolla conteniendo la cianobacteria Anabaena (fijación simbiótica de nitrógeno), Abono verde (o semicompostado), por aplicación al suelo de arroz de macroalgas marinas, Maerl, corrector de suelos ácidos por aplicación de harina de macroalgas rodófitas calcáreas, Diatomeas (frústulas fosilizadas de diatomeas) y carbonatos cálcico-magnésicos (calcita y aragonita fósil de cocolitoforidos, Chrysophyta, Rhodophyta y Cyanophyta), Compost de macroalgas marinas (puro o mezclado con residuos agro-forestales), Harinas de macroalgas marinas, para hidrosiembras, trasplantes, detoxificación de suelos, activadores de compost, Bioestimulantes, de extractos líquidos de macroalgas marinas, de Spirulina o de microalgas, Estructurador de suelos, por aplicación al suelo de microalgas vivas, Biofertilizante, por inoculación al suelo de cianobacterias fijadoras de nitrógeno no simbiótica.

*Los efectos agronómicos de las algas según sus componentes que explican (o explicarían) sus efectos agronómicos sobre la planta, el suelo, los frutos y/o los patógenos (independientemente del modo de aplicación:

foliar, al suelo, extractos líquidos, abono verde, algas vivas, etc.) son: Polisacáridos matriciales (alginatos, carragenatos, agar, ulvanos, mucopolisacáridos, y sus oligosacáridos), Polisacáridos de reserva (manitol, fucoidan, laminarano, almidón florideo), y de pared (celulosa y hemicelulosa), Macronutrientes: Nitrógeno (aminoácidos) , potasio, calcio, magnesio, fósforo, Oligoelementos y grado de quelatación, Bioantioxidantes y activadores (polifenoles, xantofilas, carotenoides, enzimas), Fitohormonas y reguladores del crecimiento (citoquininas, oligosacáridos, betaínas), Biotoxinas, inhibidores y repelentes (compuestos aromáticos y terpenoides halogenados con actividad anti-fúngico,- bacteriano, -insectos,- ácaros, -nemátodos).

Los efectos de la adición de algas a los cultivos agrícolas terrestres Sobre la planta: 
Estimulante de la germinación
Activadores del crecimiento y del crecimiento radicular
Mayor producción
Activador de defensas (estimulante de fitoalexinas radiculares)
Mayor contenido en clorofila y capacidad fotosintética
Mayor captación de nutrientes
Retraso de la senescencia de las hojas
Mayor resistencia a la sequía, a la salinidad y al estrés
Antitranspirantes
menor gasto de agua
Antioxidantes

Sobre calidad de fruto, biomasa o semilla: 
Estimulante de la floración y del cuajado del fruto
Aumenta el contenido en azucares del fruto
Aumenta el contenido en AGPI en semillas
Aumento de perdurabilidad
Aumento de calidad del ganado que pasta en pienso tratado con algas

Sobre el suelo: 
Corrector de acidez
Corrector de carencias minerales (macro: Ca y K y todos los oligoelementos)
Estabilizante de estructura
antierosivo
Regenerador-detoxificador de suelos
Activador de la microfauna y microorganismos del suelo

Sobre los parásitos y patógenos: 
Vermífugo
Repelente de nemátodos y acción nematicida
Repelente de hongos de suelo y hongos de planta
Repelente de ácaros e insectos
Efecto sinérgico con tratamientos pesticidas convencionales

Salmonelosis

By: Luz Elena Carvallido

Afecta pollitos, pavipollos, patos de 2 semanas de edad, rara vez se detecta en aves de más de 4 semanas.
Los signos clínicos son inespecíficos y similares, sin importar el serotipo de Salmonella involucrada.

Síntomas: Depresión, no hay movimiento, ojos cerrados, plumas erizadas y alas caídas, diarrea pastosa, algunas veces alteraciones visuales en el globo ocular.

Signos adicionales en patos: Temblores, inflamación de los párpados y muerte.

§ EL MICROORGANISMO: (Salmonella sp.)
Bacilos gramnegativos no esporoformadores, de 2-4 * 0.5 micras, no tienen capsulas.
Todas son móviles, con largos flagelos, excepto Salmonella pollorum, y Salmonella gallinarum.
Crecen rápidamente en agares ordinarios, forman grandes colonias, gruesas, gris- blancuzcas y con forma de domos.
Fermentan la glucosa, pero no la lactosa.
Reducen nitratos a nitritos.
Alta sobrevivencia fuera del huésped.


§ DIAGNÓSTICO:
Aislamiento e identificación del agente causal (preferiblemente serovariedades). Aislamientos de: Vejiga, hígado o saco vitelino. Aves mayores= el intestino (los ciegos).

§ MUESTREO:
Nidos, Camas, acumulación de polvo, raspados y superficies.

§ ÓRGANOS AFECTADOS:
* S. pollorum
* S. gallinarum No colonizan el aparato digestivo.
* Otras serovariedades: No colonizan tejidos pero si el aparato digestivo.

§ DIAGNOSTICO SEROLÓGICO:PSE (Prueba de sangre entera): Utiliza un Ag teñido.
Aglutinación en suero (SAT): Identifica S. pollorum y S. gallinarum
Salmonella enteritidis: El grupo de antígenos es similar a S. pollorum, se identifica por PSE y SAT.
ELISA: S. enteritidis

§ TRATAMIENTO:
Antibacterianos- Fármacos: Furazolidona, espectromicina, Ampicilina, tetraciclina, Enrofloxacina.

§ VIGILANCIA:Constante en la producción. Cultivos cada 2 semanas (Cascarones rotos)
Pruebas: Meconio, raspado de la superficie, pollos muertos en cascarones o desechos.

§ CONTROL:Higiene en huevos para incubación
Incubadora. Limpieza y desinfección
Exclusión competitiva: Microorganismos competidores de Salmonella.
Vacunación.

Fijación de Nitrógeno en Nódulos Radicales

Rhizobium causa la formación de un crecimiento tumoral de la raiz denominado nodulo ,dentro de este el Rhizobium convierte el Nitrogeno atmosferico en Amoniaco que es el compuesto que utiliza tanto la planta como el Rhizobium para el crecimiento.

La fijación de Nitrogeno atmosferico depende del sistema enzimatico de la nitrogenasa que se compone de :

DINITROGENASA: Tiene dos polipéptidos alfa y beta .El alfa esta codificado por el gen nifD y el beta por el gen nif K ,esta proteina tiene dos centros metalicos activos :

El centro P (Fe8s7) que actua como aceptor intermediario de electrones ,este probablemente transfiere los electrones a un cofactor (co-FeMo) en este se da la reduccion de nitrógeno.

DINITROGENASA REDUCTASA :Tiene dos polipéptidos identicos Y2 codificadas por el gen nif H , cada polipéptido contiene dos atomos de hierro.

Los cuatro atomos de hierro se organizan y forman un centro Fe 4S 4, La funcion de la proteina es unirse al MgATP hidrolizar y transferir los electrones del centro Fe 4S 4 al centro P.

Ambas proteinas estan plegadas de manera que su centro activo se encuentran muy proximos entre si.

La nitrogenasa es muy sensible al oxigeno y se inactiva de manera irreversible si se expone a este gas.

La fijación de nitrogeno por tanto suele restringirse a los habitats donde la nitrogenasa pueda estar protegida del O molecular ,ademas de la reduccion de nitrógeno, tambien forma un H2 por cada N2 reducido y tambien puede reducir otros sustratos como el acetileno a etileno.

Tan solo algunas cepas de Rhizobium y Bradyrhizobium tiene la enzima hidrogenasa que les permite utilizar el H.

INTERACCIÓN ENTRE LOS RIZOBIOS Y LA RAIZ DE UNA PLANTA LEGUMINOSA

Esta asociación es especifica con un reconocimiento mutruo de los dos organismos compatibles ,basado en una respuesta quimiotactica y una union especifica a los pelos radicales previas a la invasión y a la formación del nodulo.

Los flavonoides o los isoflavonoides secretados por las plantas hospedadoras inducen a la expresión de un gran numero de genes nodulacion (nod) en los rizobios.El producto de la expresión de estos genes (nod) son enzimas que intervienen en la biosíntesis de lipopoligosacaridos denomionados factores Nod. Estos compuestos señal,liberados por las celulas rizobios ,provocan la curvatura de los pelos radicales y la division de celulas meristematicas que conduce a la formación de nodulos.

Los rizobios son atraidos por loa aminoácidos y acido dicarboxilicos presentes en los exudados de la raiz y por bajas concentraciones de compuestos de excrecion como son loos flavonoides.

Las lectinas son proteinas vegetales con elevada afinidad los carbohidratos de la superficie del rizobio ,que han sido identificadas como mediadores especificodçs de la union rizobios-pelos radicales.

En el proceso de nodulacion ,los rizobios metabolizan el triptofano procedente de los pelos radicales a acido indolacetico (AIA), este AIA junto con un cofactor todavía desconocido procedente probablemente de las raíces de la planta hospedadora ,inicia el rizado de los pelos radicales .Estos pelos crecen envolviendo a las células bacterianas ,las poligalacturonasa secretado por el rizobio o quizás por la planta , despolimerizando la pared celular y permite a las bacterias invadir a los tejidos reblandecidos de la raíz.

Tras la penetración de la pared primaria de los pelos radicales, la infección prosigue con el desarrollo de un tubo de infección rodeado de la membrana celular y pered celulosica . Su contenido son células de rizobios situadas en fila en la matriz de polisacaridos .

El tubo de infección penetra atravesando las células del cortex de la raiz y creciendo entre las mismas. A medida que se alarga el núcleo celular ,se desplaza y dirige el desarrollo de dicho tubo . Las primeras células de nódulo contiene un doble juego de cromosomas, a partir de estas celulas tetraploides se origina el tejido que es capaz de fijar nitrogeno. Las celulas asociadas no diploides ,originan los tejidos no infectados de sopoprte que conecta el nodulo con el sistema vascular de la raiz.

Dentro de los tejidos infectados ,los rizobiosse multiplican y forman celulas denominadas bacteroides .

Intercaladas con los bacteroides conviven celulas vaculadas no infectadas que puede intervenir en la transferencia de metabolitos entre los tejidos de la planta y los microbios .

Para la fijación activa del nitrogeno la asociación planta.Rizobio requiere de diversos compuestos organicos e inorganicos.

Se necesita el elmento traza Molibdeno ,ya que es una parte esencial de la enzima niotrogenasa, que ademas contiene grandes cantidades de hierro,azufre y en menor cantidad cobalto y cobre.

Los nodulos presenta un color caracteristico marron –rojizo debido a la presencia de la leghemoglobinaque es una proteina transportadora de electrones que suministra oxigeno.

El grupo hemo esta codificado por los genes del rizobioy la porcion globina por los genes de la planta .

Los genes que intervienen en la formación de los radicales ,son los llamados genes Nodulina, codifican a las proteinas Nod .

Los genes nodulinas se dividen en dos grupos:

* El primer grupo incluye genes que especifica la composición bioquímica de la superficie de las celulas bacteriana ,tales como los polisacaridos (GENES EXO),lipopolisacaridos (GENES LPS), polisacaridos capsulares o antigenos K y B-1-2 glucanos (genes ndv).

Los genes exo ,lps podrian desempeñar la determinación especifica del hospedador ,pero esto no ha sido demostrado.

* El segundo grupo genes de nodulacion (nod o nol), su activacion puede originar varios fenotipos en la planta ,como ausencia de nodulacion (nod-)nodulacion rtetrasada (NodFx).o cambios en el rango del hospedador .

En las especies de Rhizobium de crecimiento rapido ,la mayoria de los genes nodulina se localiza en grandes plasmados SYM,mientes que las especie del genero Bradyrhizobium de crecimiento lento ,llevan los genes nodulina en el cromosoma bacteriano.

By: Viviana Dueñas