Microorganismos

¿Qué son los microorganismos?

Empecemos por la definición de microorganismo.

Durante mucho tiempo se sospechó que existían los microorganismos, pero su descubrimiento formal tuvo lugar en 1673, cuando el científico holandés Antoine Philips van Leeuwenhoek confirmó su existencia utilizando un primitivo microscopio que consistía en una sola lente.

Esto convierte a Leeuwenhoek en uno de los dos"padresde la microbiología", junto con Louis Pasteur, que también hizo numerosos descubrimientos, entre ellos la pasteurización.

Características de los microorganismos

Los microorganismos son impresionantemente diversos, algunas de sus principales características son:

• Incluyen organismos unicelulares y pluricelulares, tanto procariotas como eucariotas pueden ser microorganismos. Pueden ser bacterias, arqueas, hongos o protistas.
• Sólo podemos ver hasta 100 micrómetros (µm ) con nuestros propios ojos, por lo que los organismos menores de este tamaño se consideran microorganismos (Fig. 1).
• Los microorganismos se encuentran en todos los ecosistemas y también pueden estar estrechamente asociados a muchos organismos pluricelulares.

Fig. 1: Los microorganismos tienen tamaños muy diversos, pero ninguno de ellos es visible a simple vista. Una bacteria puede tener un tamaño de aproximadamente 1 μm.

Los microorganismos y su función

Los microorganismos desempeñan funciones muy diversas, según su tipo y su ubicación. Algunos de ellos, como las bacterias, pueden desempeñar funciones beneficiosas y perjudiciales dentro de otros organismos vivos, dependiendo de la especie y la cepa. Pero también desempeñan un papel vital en el mantenimiento del medio ambiente.

Veamos más de cerca algunas funciones de los microorganismos:

1. Descomposición: los microorganismos descomponen la materia orgánica muerta, como la materia vegetal y los restos animales, liberando nutrientes de nuevo al suelo. Los microorganismos también desempeñan un papel crucial enel ciclo de los nutrientes: participan en los ciclos biogeoquímicos del nitrógeno, el fósforo y el azufre. Ayudan a convertir estos nutrientes en formas utilizables por las plantas y otros organismos.

2. Producción de oxígeno: los protistas como las algas microscópicas son una fuente vital de oxígeno para nuestro planeta. Se calcula que más del 50% de nuestro oxígeno está disponible gracias a la conversión del dióxido de carbono en oxígeno por las algas microscópicas.

3. Fermentación: microorganismos como la levadura y las bacterias se utilizan en la producción de muchos alimentos y bebidas, como el pan, el queso, la cerveza y el yogur.

4. Biorremediación: algunos microorganismos tienen la capacidad de descomponer contaminantes tóxicos del medio ambiente, como vertidos de petróleo o residuos industriales. Este proceso, conocido como biorremediación, es un área de interés actual en la que reascan la ayuda para limpiar lugares contaminados y restaurar ecosistemas.

Tipos de microorganismos

Como ya se ha dicho, en general se considera que los microorganismos son bacterias, arqueas, hongos y protistas (Fig. 2).

Fig. 2: Los microorganismos incluyen procariotas (bacterias y arqueas) y eucariotas (protistas y hongos). Lasarqueas no están representadas en esta imagen.

Bacterias

Las bacterias son microorganismos procariotas unicelulares que pueden vivir libremente o asociados a un huésped y están omnipresentes en nuestro entorno. Cuando se dice que las bacterias son omnipresentes, significa que están presentes en prácticamente todos los hábitats de la Tierra, desde el suelo hasta el océano, pasando por el interior de nuestro cuerpo. Las bacterias habitan incluso en entornos aparentemente inhóspitos, como en el suelo caliente de los volcanes y sus proximidades y en los residuos radiactivos.

Las bacterias desempeñan un papel vital en nuestro entorno y en nuestro organismo. La presencia de bacterias es esencial para el resto de la vida en la Tierra.

• Las bacterias son descomponedoras y productoras: descomponen la materia orgánica muerta y los residuos en materia inorgánica rica en nutrientes, permitiendo así que crezcan las plantas. Estas plantas alimentan después a los herbívoros, que a su vez alimentan a los carnívoros.
• Dentro y sobre los animales, incluidos los humanos, se pueden encontrar bacterias como parte del microbioma, que desempeñan funciones vitales como ayudar a la digestión. De hecho, se cree que la alteración del microbioma interviene en el desarrollo de determinados síndromes y enfermedades.
  • Aunque la mayoría de las bacterias son inofensivas o beneficiosas para el ser humano, algunas pueden causar enfermedades e incluso la muerte. Éstas se conocen como bacterias patógenas.

Fig. 3: Micrografía electrónica de barrido de la bacteria Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (amarillo) y un glóbulo blanco humano muerto (rojo).

A lo largo de la historia de la humanidad, algunas de estas especies bacterianas patógenas han sido responsables de la mortalidad humana a escala masiva. Esto fue especialmente cierto durante la era preantibiótica, cuando enfermedades como la tuberculosis y la peste mataron a millones de personas.

Archaea

Lasarqueas son otro tipo de organismo procariota unicelular y, hasta hace relativamente poco, se creía que eran otro tipo de bacterias conocidas como arqueobacterias. Esto se debe a las muchas similitudes que comparten las arqueas y las bacterias.

Además de ser procariotas unicelulares, también se cree que las arqueas son algunos de los primeros organismos vivos. Pueden sobrevivir en entornos extremos, como los respiraderos hidrotermales de las profundidades marinas, ¡que pueden superar los 212° F!

Entonces, ¿cuáles son las diferencias entre ambas? Bueno, las arqueas suelen tener genes que se parecen más a los de los organismos eucariotas, y las arqueas tienen paredes celulares que no contienen peptidoglicano, un polisacárido que forma la pared celular en las especies bacterianas.

A diferencia de las bacterias, actualmente tampoco se sabe que las arqueas sean patógenas, lo que significa que no se conocen enfermedades causadas por arqueas, al menos de momento.

Hongos

Los hongos son organismos eucariotas que pueden ser microscópicos o visibles. Quizá los hongos con los que estés más familiarizado sean las setas, ya que son visibles a simple vista (¡y, a veces, comestibles!).

A pesar de la apariencia física de las setas, los hongos no son plantas y, en cambio, son miembros de un reino biológico separado y único de los animales y las plantas. Para nuestros fines, sólo nos interesan los hongos microscópicos, conocidos como microhongos.

La mayoría de los microhongos tienen una estructura hifal, que puede observarse como el moho blanco y borroso que crece en los productos alimenticios viejos.

Por desgracia, algunas especies de microhongos pueden ser peligrosas para el ser humano. Entre estos microhongos patógenos están los que causan afecciones benignas como el pie de atleta y las infecciones por hongos. Sin embargo, otras afecciones pueden ser mortales, como la mucormicosis, causada por un hongo negro del orden Mucorales. Las infecciones por microhongos patógenos se tratan con antifúngicos.

Fig. 5: Un cartel sobre la penicilina de la Segunda Guerra Mundial. La penicilina fue el primer antibiótico que se desarrolló y salvó muchas vidas. Fuente: Wiki Commons, Dominio Público

Protistas

Los protistas son, en su mayoría, organismos microscópicos unicelulares, que incluyen especies de algas, amebas, ciliados, mohos limosos y otros. Los protistas parecen ser un grupo muy diverso de organismos, y la taxonomía de los protistas se encuentra principalmente en un estado de flujo debido a los continuos cambios en las clasificaciones y descubrimientos.

Los protistas pueden ser autótrofos, produciendo su propia energía mediante fotosíntesis, o heterótrofos, consumiendo otros organismos para satisfacer sus necesidades energéticas.

A pesar de las cambiantes clasificaciones y la falta general de claridad en cuanto a la taxonomía de los protistas, las especies de protistas son de gran interés para el ser humano por razones positivas y negativas.

Fig. 6: Micrografía electrónica de barrido del protozoo Giardia lamblia durante la división celular. Los dos organismos hijos se convertirán en individuos separados cuando finalice la división.

Ejemplos de microorganismos

Por último, veamos ejemplos concretos de microorganismos de cada tipo: bacterias, arqueas, hongos y protistas. En primer lugar, veamos algunas de las bacterias patógenas más conocidas.

• Escherichia coli: Comúnmente conocida como E. coli, la mayoría de las cepas son residentes inofensivos de nuestro organismo, pero algunas son patógenas y pueden causar enfermedades diarreicas graves.

• Mycobacterium tuberculosis: El agente causante de la tuberculosis, que suele causar enfermedad pulmonar, pero puede afectar a muchas partes del cuerpo, incluidos los ganglios linfáticos y el tracto gastrointestinal.

• Borrelia burgdorferi: El agente causante de la enfermedad de Lyme, que se transmite a los seres humanos a través de las picaduras de garrapatas infectadas.

• Vibrio cholerae: El agente causante del cólera, que es una enfermedad diarreica potencialmente mortal más frecuente en los países en desarrollo.

• Staphylococcus aureus: Aunque suele ser inofensivo (alrededor del 30% de los seres humanos lo llevan en la piel), puede ser patógeno y causar una amplia variedad de enfermedades, desde neumonía a sepsis.

A continuación, veamos algunos ejemplos de especies de arqueas .

• Methanobrevibacter smithii: ¡especie archaea responsable de la producción de metano en la flatulencia humana! M. sm ithii interviene en la digestión de polisacáridos en el intestino humano.

• Saccharolobus solfataricus: Esta especie es conocida por ser "extremófila", lo que significa que puede sobrevivir en entornos "extremos". Se identificó por primera vez en el volcán Solfatara, en Italia (1980).

• Nitrosopumilus maritimus: Esta especie desempeña un papel esencial en la oxidación del amoníaco y es abundante en el agua de mar.

Las siguientes son algunas especies notables de microhongos.

• Candida albicans: Aunque suele ser un hongo comensal inofensivo del tracto gastrointestinal humano, también puede ser patógeno y es la causa más frecuente de infecciones por levaduras y candidiasis bucal.

• C. auris: Esta especie de Candida puede causar infecciones graves y potencialmente mortales en humanos. C . aur is es un problema emergente de salud pública, sobre todo porque es resistente a la mayoría de los antifúngicos.

• Penicillium chrysogenum: Se trata del complejo de especies de Penicillium que se utiliza para crear el antibiótico penicilina.

Por último, la siguiente es una especie notable de protista.

• Giardia duodenalis o lamblia: La especie protista responsable de la giardiasis, una enfermedad parasitaria común caracterizada por síntomas gastrointestinales, principalmente diarrea y dolor abdominal. G. duodenalis suele propagarse a través de alimentos o agua contaminados.

Ahora, ¡espero que te sientas más seguro de tus conocimientos sobre los microorganismos!