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Nutrición de las bacterias. Tipos y Características

Nutrición de las bacterias
Umberto Salvagnin/CC BY 2.0

La nutrición de las bacterias ha sido ampliamente evaluada. Dentro de este grupo de organismos existe una amplia diversidad de maquinarias metabólicas para la obtención de energía, esto último dependerá del grupo de bacterias que se esté estudiando.

Dos grandes grupos se pueden establecer de acuerdo a la nutrición de las bacterias. Las bacterias autótrofas que emplean recursos inorgánicos, sales inorgánicas y fuentes de carbono como el anhídrido carbónico para sobrevivir. Por otro lado, están las bacterias heterótrofas, las cuales no generan su propio alimento y necesitan generalmente compuestos orgánicos complejos ya sintetizados por otros organismos (ejemplo, celulosa, glucosa) para alimentarse.

Muchas de estas bacterias tienen un papel fundamental en la transformación de sustancias que serán utilizadas por otros organismos, la recuperación de minerales, la utilización de energía que de otra forma se perdería o la eliminación de sustancias que son perjudiciales para otras formas de vida. La acción de las bacterias mantiene básicamente el equilibrio de las cadenas tróficas en todos los ecosistemas.

Nutrición de las bacterias autótrofas

Este conjunto de organismos unicelulares está conformado en gran medida por bacterias con una alta complejidad en su metabolismo. Estas bacterias son capaces de procesar material inorgánico y a partir de este sintetizar compuesto orgánicos, que constituyen la materia prima para producir energía y fomentar otras actividades como el desarrollo y la reproducción. Al igual que las plantas y ciertos grupos de algas, estos organismos son independientes y tienen la característica de tener un modo de vida libre.

Esto último indica que no necesitan de otros organismos o procesar materia orgánica en descomposición para obtener energía. En todos los ecosistemas tienen un papel fundamental, pues proveen de recursos a otros organismos con su actividad. Las bacterias autótrofas pueden emplear varios sistemas metabólicos para producir energía.

Un grupo de estas bacterias son capaces de emplear directamente la energía solar y transformarla en energía química por medio de la fase lumínica del proceso de fotosíntesis. Entre las bacterias se pueden encontrar dos tipos de fotosíntesis: oxigénica y anoxigénica. El primer tipo es la fotosíntesis encontrada en otros organismos como algas y plantas superiores y es un proceso que usa CO2 y H2O como sustratos para producir productos carbonados y O2. Las bacterias que realizan este tipo de fotosíntesis generalmente forman parte del plancton bacteriano oceánico.

Por otro lado, en la fotosíntesis anoxigénica las células usan compuestos diferentes al oxígeno como donadores de electrones en la cadena de transferencia electrónica, como el H2S y el hidrógeno gaseoso, por lo tanto en esta fotosíntesis no se produce oxígeno.

Dentro de este grupo están las bacterias verdes sulfurosas, verdes no sulfurosas, rojas sulfurosas y las bacterias púrpuras no sulfurosas. Estas bacterias se distinguen de otras ya que no utilizan oxígeno en el proceso de respiración. Esto último no trae ninguna consecuencia en el funcionamiento del organismo. Generalmente estas bacterias oxidan hierro o azufre en ausencia de oxígeno.

Nutrición de bacterias autótrofas quimio-autótrofas

Estas bacterias, en contraste con aquellas que realizan fotosíntesis, emplean energía química para todos los procesos metabólicos. Para sobrevivir utilizan compuestos inorgánicos en su estado reducido como elemento principal para la producción de energía en forma de ATP, a través de un proceso de oxidación, siendo utilizada la energía, finalmente, durante la respiración. Las materias primas son transformadas en compuestos complejos, por lo cual también son denominadas bacterias quimiosintéticas.

Generalmente, son bacterias que viven en condiciones extremas como el agua de las fuentes termales con alta disponibilidad de sulfuro de hidrógeno, azufre elemental, hierro es su estado ferroso, hidrógeno molecular o amoníaco y con ausencia de luz (bacterias quimiolitótrofas). Todos estos compuestos que procesan las bacterias quimio-autótrofas en el proceso de generación de energía, son tóxicos para otros organismos. Los compuestos procesados por estas bacterias suelen ser de gran utilidad para otros organismos que no son independientes nutricionalmente.

Dentro de las bacterias quimioautótrofas se encuentran organismos capaces de soportar altas concentraciones de sal (bacterias halófitas), también bacterias que viven cerca de volcanes activos, fuentes termales y fosas oceánicas que procesan compuestos con azufre y los convierten en azufre elemental.

Otras bacterias de este grupo se encuentran en depósitos de hierro capturando iones de hierro reducido y oxidándolo para formar óxido de hierro. También se encuentran las bacterias nitrificantes o nitrificadoras que transforman el nitrógeno inorgánico en nitratos a través de la oxidación. Este tipo de bacterias son muy importantes en los suelos, ya que permiten que los nitratos queden disponibles en el medio para ser usados por las plantas y otros organismos.

Nutrición de las bacterias heterótrofas

Las bacterias heterótrofas, tal y como ocurre con los animales, necesitan obtener su alimento de una fuente externa. Muchas de estas bacterias obtienen su alimento a partir de sustancias orgánicas en descomposición, mantienen una interacción negativa con algún hospedador (parásitas) o son simbiontes con otros organismos beneficiándose mutuamente (por ejemplo los rizobios y la fijación de nitrógeno en las plantas)

En la nutrición de las bacterias heterótrofas es preciso destacar que solo utilizan compuestos orgánicos ya sintetizados para poder producir las moléculas orgánicas que necesitan para su desarrollo.

Tipos de bacterias heterótrofas

Al igual que las bacterias autótrofas existen diversos grupos de bacterias heterótrofas.

Fotoheterótrofas

En la nutrición de las bacterias fotoheterótrofas, es importante destacar que utilizan compuestos orgánicos como fuente de carbono y además utilizan la luz como fuente de energía. Estas bacterias utilizan los fotones de la luz para aportar energía en la cadena de transporte electrónico, pero no pueden usar el CO2 para transformarlo en hidratos de carbono y azúcares, de manera que obtienen estos últimos de diversas fuentes orgánicas.

Quimioheterótrofas

Este grupo obtiene su energía a través de la oxidación de moléculas orgánicas complejas en su estado reducido. Algunos ejemplos de estas sustancias son la glucosa, ácidos grasos y aminoácidos a través de vías como la glucólisis y la beta oxidación. Estos organismos no emplean CO2 como fuente de carbono. La nutrición de las bacterias quimioheterótrofas, a diferencia de las bacterias autótrofas, depende de otros organismos para obtener los compuestos orgánicos que emplean para sobrevivir, y generalmente se desarrollan dentro de sus hospederos.

Mixótrofas

La nutrición de las bacterias mixótrofas, al igual que en las demás bacterias, requiere de compuestos orgánicos para generar los nutrientes empleados en el metabolismo biosintético. Sin embargo, estos organismos pueden adquirir energía a partir de sustancias inorgánicas.

Referencias

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