Diversidad microbiana

Como ya hemos dicho, los microorganismos son un componente esencial de la diversidad biológica y sin ellos ningún ecosistema podría mantenerse.

Un 50 por ciento de la biomasa del planeta es microbiana y los microorganismos proveen la mayor fuente de de información genética para la biología molecular y la biotecnología. Sin embargo conocemos muy poco sobre las especies microbianas y su diversidad funcional y nuestras ideas sobre el papel de los microorganismos y su influencia en los ecosistemas están basadas en información muy incompleta. Sin un profundo conocimiento de la ecología y la diversidad microbiana, los resultados de los estudios sobre el mantenimiento de los ecosistemas acabarán por resultar inútiles ya que, por una u otra razón, todos los animales y las plantas están estrechamente relacionados con los microorganismos y dependen de ellos para su propia actividad y supervivencia.

Los microorganismos dominan las líneas evolutivas de los tres dominios de la vida (Bacteria, Archaea y Eukarya) y aparecen en todos los ecosistemas. Algunos son capaces de crecer bajo condiciones extremas, incluso en ambientes anaerobios en los que no pueden sobrevivir animales ni plantas. Por otra parte los ecosistemas naturales terrestres y acuáticos dependen de los microorganismos para sostener sus requerimientos nutricionales, muchas veces a trabés de relaciones simbióticas con plantas (Rhizobium, Frankia, micorrizas de las raices de ciertas plantas) y con animales (mejillones). Los animales dependen de los microorganismos de sus tubos digestivos para la digestión y para la producción de nutrientes y vitaminas esenciales.

Los microorganismos, incluyendo Procariotas (bacterias y archaea), Eucariotas (hongos, algas protozoos) y Virus, ocupan importantes nichos en todos los ecosistemas, son responsables del reciclamiento de la mayoría de la materia en la naturaleza y son elementos básicos en las cadenas tróficas. Los microorganismos cumplen muy a menudo funciones únicas en los ciclos biogeoquímicos (fijación del nitrógeno, nitrificación, desnitrificación, fijación quimiolitotrófica del dióxido de carbono, formación de metano, reducción de sulfatos), en la formación del suelo, en la regulación del clima, en la composicion atmosférica (incluyendo los gases invernadero). Los primeros microorganismos comenzaron su evolución hace más de 3 mil millones de años no es extraño que muestren una diversidad genética y metabólica mucho mayor que animales y plantas.

La atención actual de la investigación está enfocada hacia los llamados "ecosistemas en peligro", pero no conviene olvidar que los ambientes extremos (extremadamente ácidos o alcalinos, hipersalinos, elevadas temperaturas, zonas áridas, etc, son igualmente importantes a la hora de ampliar nuestros conocimientos sobre la diversidad microbiana ya que son hábitats en los que los microorganismos tienen capacidades genéticas y fisiológicas extraordinarias que les permiten sobrevivir y crecer bajo estas condiciones extremas en las cuales ellos han evolucionado hasta la aparición de un medio ambiente como el que nosotros conocemos actualmente.

La diversidad metabólica y genética de los microorganismos ha sido altamente explotada durante años en aplicaciones de biotecnología como producción de antibióticos (streptomicina de actinomicetos, penicilina del Penicillium), comida (champiñones), procesamiento de alimentos (queso, yogur, vinagre) bebidas alcohólicas (vino, cerveza), comidas fermentadas (salsa de soja) y tratamiento de residuos (aguas residuales, basura).

La comprensión de la ecología y de la diversidad microbiana ofrece beneficios científicos y técnológicos de muy variado calado. Una mejor comprensión del papel de las comunidades microbianas en los variados ambientes terrestres y acuáticos. Una mejor comprensión de la ecología básica de animales y plantas mejoraría nuestra capacidad para mantener la fertilidad de la tierra o la calidad del agua. Una mejor comprensión de las profundas consecuencias que tienen en nuestro planeta la extinción de animales y plantas.

Pero también hay beneficios económicos y estratégicos. El descubrimiento y estudio de nuevos microorganismos que pueden ser utilizados en procesos biotecnológicos como la fabricación de nuevos antibióticos u otros agentes terapéuticos, nuevos productos químicos, enzimas o polímeros para su uso en aplicaciones industriales y científicas, para la biorremediación de ambientes contaminados, para el biotratamiento y recuperación de minerales. Para prepararnos para afrontar con éxito la lucha contra patógenos emergentes de animales y plantas.

Pero la gran mayoría de la diversidad microbiana (> 95%) aun está por descubrir y los recientes avances en biología molecular han revelado la incapacidad de los métodos de cultivo tradicionales para rastrear completamente la diversidad microbiana al tiempo que han mostrado que la diversidad de especies en muchos ambientes terrestres y acuáticos es mucho más amplia de lo esperado. A pesar de todos los avances, nos queda mucho camino por recorrer.

continuar: qué es, en concreto, Diversidad Microbiana?