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B I O L

  1. 1. Litosfera Rocas Rocas igneas : por solidificación del magma Rocas sedimentarias por deposición y consolidación de los materiales desgastados de otras rocas Rocas metamórficas por metamorfosis de otras rocas Las superficies rocosas pueden ser un habitat adecuado para ciertos microorganismos. La actividad de bacterias y hongos pueden solubilizar silicatos y otros minerales por la producción de ácidos orgánicos y agentes quelantes. Habitat terrestre: rocas y suelo- y los sedimentos
  2. 2. El suelo es el material suelto no consolidado que resulta inicialmente de la alteración meteorológica o de la disgregación física de las rocas y que, bajo la influencia de los seres vivos evoluciona hasta formar un sistema complejo de estructura estratificada y composición específica. En agronomía: mezcla compleja de minerales, gases, líquidos, materia orgánica y organismos vivos que sustentan el crecimiento vegetal. ¿QUÉ ES EL SUELO?
  3. 3. <ul><li>Material original </li></ul><ul><li>Clima </li></ul><ul><li>Topografia </li></ul><ul><li>Actividad biológica </li></ul><ul><li>Tiempo </li></ul>Como se forma el suelo? A partir de las rocas y a través de complejos procesos físicos, químicos y biológicos. Reducción de la roca a regolito (fragmentos de roca) <ul><li>Algas, líquenes fotótrofos productores de materia orgánica soportan el crecimiento de bacterias y hongos quimioheterótrofos. </li></ul><ul><li>Quimioheterotrofos excretan ácidos orgánicos que contribuyen a la disolución de los minerales. </li></ul><ul><li>Desarrollo de pequeñas plantas </li></ul>
  4. 4. Comunidad microbiana muy diversa + Desarrollo de plantas Número y tipo de microorganismos Fertilidad <ul><li>Solubilización de los minerales que lixivian con el agua hacia la profundidad </li></ul><ul><li>Desarrollo de plantas superiores y establecimiento de animales </li></ul>Profundización de las capas superiores, mezclado, aireación.
  5. 5. <ul><li>Co mienza con la formación de un regolito, sobre el que se implanta la vegetación y se produce la vida y muerte de animales y plantas. </li></ul><ul><li>La acumulación de esta materia orgánica, y los procesos de lavado superficial producen la diferenciación de un suelo AC. </li></ul><ul><li>P rocesos de transporte y meteorización avanzada que dan origen al horizonte de acumulación (B), formándose el característico suelo completo ABC . </li></ul>E dafogénesis : El proceso de formación del suelo Perfil del suelo: Horizonte “O”: capa de materia organica de restos veg y animales muertos. Humus. Horizonte “A”: eluvial, capa mineral cerca de la superficie. De alta lixiviacion de arcillas de silicato oxidos de Fe y de Al. Horizonte “B”: Iluvial, ocurre la deposicion y la maxima acumulacion de materiales que lixivian del “A”. Horizonte “C”: escasa actividad biológica, acumulacion de calcio y de carbonato calcico.Por debajo se encuentra el regolito y el lecho de rocas. O
  6. 6. Horizonte “O”: capa de materia organica de restos veg y animales muertos. Humus. Horizonte “A”: eluvial, capa mineral cerca de la superficie. De alta lixiviacion de arcillas de silicato oxidos de Fe y de Al. Horizonte “B”: Iluvial, ocurre la deposicion y la maxima acumulacion de materiales que lixivian del “A”. Horizonte “C”: escasa actividad biológica, acumulacion de calcio y de carbonato calcico.Por debajo se encuentra el regolito y el lecho de rocas. E dafogénesis
  7. 7. Composición volumétrica <ul><li>Sólidos Inorgánicos </li></ul><ul><li>Sólidos Orgánicos </li></ul><ul><li>Agua </li></ul><ul><li>Gas </li></ul><ul><li>Microorganismos </li></ul><ul><li>Fracción sólida </li></ul>38-45% 5-15% 15-35% 15-35% 0,05% Arena, Limo, Arcilla, Humus
  8. 8. Describe la superficie disponible como habitat para el desarrollo microbiano. Los suelos contienen variadas proporciones de partículas de arcilla, silicatos y arena. Textura del suelo 8.000.000 9,03x10 10 0,002 Arcilla 454 5,78x10 6 0,05 - 0,002 Limo 11 90 2,00 – 0,05 Arena Área (cm2/ g) Nro de partícula / g Diámetro (mm) Componente
  9. 9. Triángulo de textura Clases Texturales Descripción Arenosos Son los materiales que contienen 85 % o más de arena; el porcentaje de limo, más 1 ½ veces el porcentaje de arcilla, no deberá exceder de 15. Areno-francos Son los materiales que contienen en su límite superior de 85 a 90 % de arena, y el porcentaje de limo más 1 ½ veces el porcentaje de arcilla, no será menor de 15; en su límite inferior contienen no menos de 70 a 85 % de arena y el porcentaje de limo más dos veces el porcentaje de arcilla, no excederá de 30. Franco-arenosos Son los materiales que contienen ya sea: 20 % o menos de arcilla, y cuyo porcentaje del limo más dos veces el porcentaje de arcilla, excede de 30, y 52 % o más de arena; o bien, menos del 7 % de arcilla, menos del 50 % de limo, y entre 43 y 52 % de arena. Francos Son los materiales que contienen del 7 al 27 % de arcilla, del 28 al 50 % de limo, y menos del 52 %de arenas. Franco-limosos Son los materiales que contienen 50 % o más de limo y del 12 al 27 % de arcilla, o del 50 % al 80 % de limo y menos del 12 % de arcilla. Limosos Son los materiales que contienen 80 % o más de limo y menos del 12 % de arcilla. Franco-arcillo-arenosos Son los materiales que contienen del 20 al 35 % de arcilla, menos del 28 % de limo y 45 % o más de arenas. Franco-arcillosos Son los materiales que contienen del 27 al 40 % de arcilla y del 20 al 45 % de arenas. Franco-arcillo-limosos Son los materiales que contienen del 27 al 40 % de arcilla y menos del 20 % de arenas. Arcillo-arenosos Son los materiales que contienen 35 % o más de arcilla y 45 % o más de arenas. Arcillo-limosos Son los materiales que contienen 40 % o más de arcilla y 40 % o más de limo. Arcillosos Son los materiales que contienen 40 % o más de arcilla, menos del 45 % de arenas, y menos del 40 % de limo.
  10. 10. Interfaces sólido-líquido, sólido- gas MICROAMBIENTES Agregado de suelo: unidad estructural del suelo
  11. 11. <ul><li>        </li></ul><ul><li>2) las sustancias húmicas propiamente dichas.   </li></ul><ul><li>Porción de materia orgánica del suelo que ha estado sometida a una intensa transformación </li></ul><ul><li>Constituye la porción principal de la parte orgánica del suelo, 85-95 % de la reserva es humus.  </li></ul><ul><li>1) La materia orgánica de </li></ul><ul><li>naturaleza individual </li></ul><ul><li>Restos orgánicos de animales y vegetales. </li></ul><ul><li>Productos de su descomposición o </li></ul><ul><li>los productos de la actividad vital </li></ul><ul><li>de la población viva (proteínas y </li></ul><ul><li>aminoácidos, hidratos de carbono </li></ul><ul><li>simples y compuestos, ácidos </li></ul><ul><li>orgánicos de distinta naturaleza, </li></ul><ul><li>ceras, resinas, ligninas y otros). </li></ul><ul><li>Constituyen aproximadamente el 10-15% de la reserva total de materia orgánica. </li></ul>NATURALEZA DE LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO
  12. 12. <ul><li>Cosntituyente de las paredes celulares de las plantas, junto con la celulosa y hemicelulosa. </li></ul><ul><li>De difícil biodegradación y reducida biodisponibilidad. </li></ul>LIGNINA: Polímero complejo de unidades de fenil propano, con alto grado de entrecruzamientos.
  13. 13. <ul><li>HUMUS </li></ul><ul><ul><ul><li>Polímero de composición no especifica, estructura tridimensional </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Absorbe agua, iones y moléculas orgánicas de manera intercambiable </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Une covalentemente otras sustancias a través de sus grupos funcionales </li></ul></ul></ul><ul><li>Fase I : degradación microbiana de los polímeros orgánicos dando fenoles, quinonas, aminoácidos, azúcares. </li></ul><ul><li>Fase II : polimerización de los monómeros por reacción química espontánea, autooxidación, oxidación, catalizados por enzimas microbianas. </li></ul><ul><li>Equilibrio dinámico entre la síntesis y la mineralización gradual. </li></ul>
  14. 14. Análisis de suelo:
  15. 15. LA ATMÓSFERA DEL SUELO R elativamente estable en su composición, y depende del tipo de textura y estructura. * La proporción de CO 2 y O 2 del suelo varia también según la época del año. E n las estaciones húmedas, el contenido de O 2 desciende y el contenido de CO 2 aumenta ligeramente. <ul><li>La densidad del suelo es una medida del empaquetamiento de las particulas del suelo. Indica el espacio que puede estar ocupado por aire. </li></ul><ul><li>Zonas óxicas y zonas anóxicas. </li></ul><ul><li>La concentración de CO 2 en el suelo puede ser 2x que en el aire. </li></ul><ul><li>La concentración de CO 2 y el O 2 del suelo se ve afectada por la difusion de los gases y respiración microbiana: Suelos deficientes en O 2 pueden contener CH 4 , SH 2 . </li></ul>
  16. 16. <ul><li>Los microorganismos constituyen el 80% de la biomasa </li></ul><ul><li>En 1 g de tierra agrícola </li></ul><ul><li>10 9 bacterias cultivables </li></ul><ul><li>10 7 hongos </li></ul><ul><li>10 6 algas </li></ul><ul><li>10 5 protozoos </li></ul><ul><li>Las bacterias cultivables: 1-10% de las bacterias totales </li></ul>
  17. 17. Comunidades microbianas del suelo El suelo constituye un habitat favorable para el desarrollo de los microorganismos. El número de microorganismos suele ser mayor que en en habitat acuáticos (dulce-salado) ... 10 6 – 10 9 bacterias/g de suelo. Zimógenos: oportunistas, no pueden asimilar los compuestos húmicos. Desarrollan gran actividad con rápido crecimiento sobre sustratos fácilmente asimilables: vegetal, restos de animales muertos. Activos por períodos en función de la disponibilidad de nutrientes: Pseudomonas, Bacillus, Penicillum, Aspergillus. Autóctonos: fracción de la comunidad que puede utilizar las sustancia húmicas refractarias. Lenta actividad (Gram negativos y actinomycetos). Sergei Winogradsky ,
  18. 18. <ul><li>Los parámetros abióticos pueden restringir la diversidad de poblaciones: </li></ul><ul><li>pH extremadamente alcalinos / ácidos. </li></ul><ul><li>Suelos polares que permanecen la mayor parte del año congelados, </li></ul><ul><li>Desiertos áridos y calurosos ... </li></ul><ul><li>Microorganismos Extremófilos. </li></ul>Es difícil generalizar las propiedades de los microorganismos indígenas de la microbiota del suelo debido a los diferentes habitats. <ul><li>Los distintos habitats varían en </li></ul><ul><li>contenido de materia orgánica, </li></ul><ul><li>contenido de O2 ... </li></ul><ul><li>Y asi pueden favorecer el desarrollo de diferenes poblaciones indígenas. </li></ul>Hipótesis de las islas de recursos ...
  19. 19. Proporción relativa de los géneros bacterianos aeróbicos, facultativos y anaeróbicos comunmente encontrados en suelo Alexander 1977 < 5 Mycobacterium < 5 Xanthomonas < 5 Staphylococcus 2-10 Micrococcus 2-12 Corynebacterium 1-20 Flavobacterium 1-20 Alcaligenes 1-20 Agrobacterium 3-15 Pseudomonas 7-67 Bacillus 5-60 Arthrobacter Abundancia (%) Género
  20. 20. Grupo Actinomycetes 10-30% de las bacterias del suelo The morphological characteristics of actinomycete colonies on Hickey-Tresner agar medium after incubation at 30C for 4 weeks Géneros Streptomyces y Nocardia son los mas abundantes
  21. 21. Nocardia Streptomyces S treptomyces griseus sp. griseus . Resistentes a la desecación Desarrollan bien en suelos alcalinos o neutros.
  22. 22. <ul><li>Las especies fijadoras de N 2 son factores limitantes en el suelo para la actividad microbiana y el desarrollo de las plantas superiores . </li></ul><ul><li>Grupo cianobacterias , fotoautótrofos. </li></ul><ul><li>Género Azotobacter , quimioheterótrofo fijador libre de N 2 </li></ul><ul><li>Género Clostridium , anaeróbico, algunas especies son fijadoras de N 2 </li></ul><ul><li>Género Rhizobium y Bradyrhizobium fijan N 2 dentro de los nódulos de la raiz de ciertas plantas. </li></ul>Gloeobacter sp. Autofluorescencia luego de iluminar con luz verde Microscopia de contraste de fases Formas filamentosas que forman heterocistes Cianobacterias
  23. 23. Patógenos de plantas, llegan con material vegetal infectado: Agrobacterium, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas y Xanthomonas Patógenos de animales, llegan con aguas servidas: E. coli , Salmonella, Los alóctonos rápidamente se eliminan del suelo , algunos pueden permanecer tiempos más largos debido a la capacidad de desarrollar formas de resistencia. Pueden sobrevivir por largos períodos en un estado de dormancia . Los Alóctonos pueden llegar al suelo por diferentes vias: Aire - Hidrosfera - Asociados a plantas o a animales
  24. 24. <ul><li>Pueden desarrollar en formas libres o en mycorrizas. </li></ul><ul><li>Predominan en los primeros 10 cm del suelo y abundan en suelos bien aireados y de pH ácido. </li></ul><ul><li>La mayoría son oportunistas (zimógenos) Permanecen en dormancia activándose en presencia de condiciones favorables. </li></ul><ul><li>Degradadores de lignina </li></ul><ul><li>Los géneros mas frecuentemente aislados: Aspergillus, Geotrichum, Penicillum. </li></ul><ul><li>Las formas alóctonas pueden desarrollar a expensas de los nutrientes del suelo. </li></ul>Los hongos constituyen una alta proporción de la biomasa microbiana. Gran diversidad de géneros Géneros predominantes de levaduras indígenas del suelo: Candida, Rhodotorula Cryptococcus . Las formas alóctonas llegan con vegetales enfermos.
  25. 25. Interacciones entre bacterias y hongos Fungistasis del suelo : efecto inhibitorio de la germinación de los hongos, ampliamente distribuido en suelo. Depende de las propiedades físicas, químicas y de la actividad microbiana del suelo. i) Hipotesis de la privación de nutrientes ii) Hipotesis de la producción de antibióticos. Mycofagia Collimonas fungivorans          Los hongos patógenos de plantas son mas sensibles a la fungistasis. Los protege de germinar bajo condiciones desfavorables Mecanismo de control para hongos patógenos de plantas
  26. 26. <ul><li>Varios géneros de algas viven en el suelo. </li></ul><ul><li>Pueden desarrollar en la superficie y en los primeros mm de la superficie del suelo, </li></ul><ul><li>10 6 / g. </li></ul><ul><li>La mayoria son pequeñas y unicelulares. </li></ul><ul><li>Constituyen la microflora fotosintética dominante del suelo . Algunas pueden utillizar compuestos preformados C/E </li></ul><ul><li>Son importantes en la colonizacion inicial de las rocas, formacion y conservacion del suelo. </li></ul><ul><li>Pueden desplazarse hacia la subsuperficie del suelo transformándose en alóctonas y pueden ser consumidos por los indígenas. </li></ul>C yanophyceae , C hlorophyceae ALGAS
  27. 27. <ul><li>Protozoos de vida libre en suelo </li></ul><ul><li>son de pequeño tamaño y baja diversidad comparado con el ambiente acuático. </li></ul><ul><li>Predominan las formas flageladas, 10 4 – 10 5 /g </li></ul><ul><li>Predominan cerca de la superficie, 15 cm. </li></ul><ul><li>Requieren relativamente alta concentracion de O 2 , son importantes predadores de bacterias y algas. </li></ul><ul><li>Importante lugar en la cadena trófica como predadores de algas unicelulares, bacteria y hongos. </li></ul><ul><li>Constituyen el alimento de los microinvertebrados. </li></ul><ul><li>El rol ecológico es la transferencia de la producción de algas y bacterias hacia los sucesivos niveles tróficos. </li></ul>Mastigophora, (flagellates),Ciliata. Amoeba PROTOZOOS

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