UNIDAD DE MICROBIOLOGIA 2022 PDF

**I UNIDAD** **1.1. Definición.** **1.2. Historia de la Microbiología.** **1.3. Impacto de la Microbiología en la sociedad actual y la producción animal.** **1.4. Biología celular de procariotas.** **1.5. Clasificación de los microorganismos: concepto de cepa, especie, género; características u...

**I UNIDAD** **1.1. Definición.** **1.2. Historia de la Microbiología.** **1.3. Impacto de la Microbiología en la sociedad actual y la producción animal.** **1.4. Biología celular de procariotas.** **1.5. Clasificación de los microorganismos: concepto de cepa, especie, género; características usadas para clasificar a los principales grupos microbianos.** **1.6. Morfología macroscópica y microscópica de: virus, rickettsias, bacterias, actinomicetos, protozoarios y hongos.** **1.7. Características y clasificación de los medios de cultivo** **1.8. Reproducción asexual en los principales grupos microbianos** **1.9. Curvas de crecimiento bacteriano, sus fases y significado, y la determinación de los parámetros de crecimiento (tasa específica de crecimiento, tiempo de generación, etc.)** **1.10. Factores físicos, químicos y biológicos que afectan el crecimiento y actividad de los principales grupos microbianos.** **DEFINICION:** **HISTORIA DE LA MICROBIOLOGIA** La microbiología nace en el año de 1678 debido a Anthony Leewenhoeck que descubrió animálculos que logró visualizarlos a través de un microscopio simple fabricado por él; por ello se le considera como el padre de la Microbiología (Pérez et al. 1992). La microbiología es la ciencia que se ocupa del estudio de los microorganismos, es decir, de aquellos organismos demasiados pequeños para poder ser observados a simple vista y cuya visualización requiere el empleo del microscopio. Todos los aspectos y enfoques desde los que se puedan estudiar los microorganismos conforman lo que denominamos objetivo formal de la microbiología esto es; características taxonómicas, estructurales, fisiológicas, bioquímicas, genéticas, ecológicas, etc., que conforman el núcleo general o cuerpo básico de conocimientos de esta ciencia. Estudia los nichos ecológicos de los correspondientes agentes, los diversos aspectos de la microbiología clínica en sus interacciones con el hospedador, los mecanismos de defensa de éste, así como los métodos desarrollados para combatirlos y controlarlos, además de la obtención de materias primas o elaboradas y de su modificación, y mejora en los flujos productivos de las sociedades. Durante los siglos XVI --XVIII y en particular en el periodo de la revolución industrial se fueron acumulando observaciones y resultados de las investigaciones en los diversos campos de la medicina, en los trabajos realizados en la óptica se obtuvieron cristales con suficiente aumento que permitieron descubrir los microorganismos constituyendo un hecho transcendental del siglo XVIII. Podemos distinguir cuatro etapas o periodos en el desarrollo de la microbiología. ϖ Primer período; eminentemente especulativo, que se extiende desde la antigüedad hasta los primeros microscopistas. ϖ Segundo período; de lenta observación de acumulación de observaciones desde 1675 hasta la mitad del siglo XIX que arranca con el descubrimiento de los microorganismos por Leeuwenhoek. ϖ Tercer período; de cultivos de microorganismos, que llega hasta finales del siglo XIX donde las figuras de Pasteur y Koch encabezan el logro de la microbiología como ciencia Fig. 1 Evolución de Microorganismos Cuarto período; desde principios del siglo XX hasta nuestros días en los que los microorganismos se estudian en toda su complejidad fisiológica, química, genética, etc., y con el crecimiento de la microbiología surgieron otras disciplinas especializadas. **Reseña histórica** En el Siglo XVI surgieron sobre los aspectos de la física óptica (lentes de aumento), pero no se encontró una aplicación inmediata. Se dice que Galileo hizo unas observaciones microscópicas invirtiendo su telescopio a partir de lentes montadas en un tubo, pero en cualquier caso no tuvo ninguna repercusión (García. 1986). La primera referencia segura sobre un aparato amplificador (microscopio) en 1621 se debe a Constantijn Huygens que relata que el inglés Cornelis Drebbel tenía en su taller un instrumento magnificador, que recibió el nombre de microscopium en 1625 en la Academia de Lincei, de Roma. **Anthony Leeuwenhoek** La ciencia que estudia los microorganismos nace en 1678 debido a los descubrimientos de Anthony Van Leewenhoeck (1632-1723) quien en su pasión por pulir y montar lentes casi esféricas sobre placas de oro, plata o cobre. Fabricó unos cuatrocientos microscopios simples, con los que llegó a tener un aumento de casi 300 diámetros (Kruif. 2000). En 1675 descubrió en una gota de agua de estanque una asombrosa variedad de pequeñas criaturas a las que llamo "animálculos". En 1683 descubre las bacterias, por lo que se considera el "Padre de la Microbiología". Durante varias décadas Leeuwenhoek fue comunicando sus descubrimientos a la Royal Society de Londres a través de una serie de cartas que se difundieron, en la traducción inglesa, en las "Philosophical Transactions". Sus magníficos dotes de observador le llevaron a describir protozoos (como las Giardias, que encontró en sus heces), la estructura estriada del musculo, la circulación del capilar, a descubrir los espermatozoides y los glóbulos (por lo que se considera en padre de la histología animal), así como a detallar diversos aspectos estructurales de las semillas y embriones de la planta. Leeuwenhoek se percató de la abundancia y ubicuidad de sus animáculos, observándolo en vinagre, placa dental, etc. (García. 1986). Además de hacer aportes a lo que se conoce como hoy en día como ecología microbiana permitiendo que sus sucesores desarrollaran la joven microbiología como una ciencia.  **Louis Pasteur** El relevante científico y microbiólogo francés Louis Pasteur (1822-1895) aporto importantes descubrimientos en el campo de la microbiología, demostró la naturaleza Microbiológica de la fermentación alcohólica (1860), láctica y butíricos (1860), descubrió la presencia de la respiración anaerobia de algunos microbios, definió la putrefacción es debida a la actividad de algunas especies microbianas , descubrió las causa de las alteraciones en los alimentos(vino, cervezas, etc.) y las medidas para su control, siendo evidente que sus aportes constituyeron las bases para el desarrollo de la microbiología industrial (Kruif. 2000). Baker; H 1997Pasteur confirmo además la hipótesis del físico y químico Robert Boyle al afirmar que la etiología de las enfermedades contagiosas la interpretaría quien explicara la naturaleza de la fermentación, el carbunco y la rabia, le sirvió para el uso de la vacunación preventiva. Louis Pasteur Con sus descubrimientos la cirugía fue enriquecida siendo en general sus trabajos fundamento para el desarrollo de la microbiología médica. 1.3.3 Sergei Winogradski Winogradski descubrió varios ciclos biogeoquímicos y partes de estos ciclos. Estos descubrimientos incluyen: Su trabajo sobre la reducción del sulfato bacteriana por la que primero se hizo famoso, incluida la primera forma conocida de lithotrophy (Torre. 1979).  Su trabajo sobre el ciclo del nitrógeno como: La identificación del obligado anaerobia Clostridium pasteurianum capaces de fijar el nitrógeno atmosférico y que viven en nódulos de las raíces de leguminosas. ϖ Quimiosíntesis. ϖ La columna Winogradski. Martinus Willem Beijerinck Beijerinck descubrió también el fenómeno de las bacterias reductoras de sulfato, una forma de respiración anaeróbica. Descubrió que algunas bacterias eran capaces de usar sulfato como aceptador de electrones en lugar del oxígeno. Este descubrimiento ha tenido un impacto importante en la comprensión de los ciclos biogeoquímicos. Beijerinck aisló y describió la primera bacteria sulfito reductora, la desulfuricans. Inventó el medio de enriquecimiento, un método fundamental de estudio de los microorganismos del medio ambiente (Kruif. 2000). **Ramas de la Microbiología** La microbiología, desde el descubrimiento de los primeros seres vivientes microscópicos hasta nuestros tiempos ha tenido un desarrollo intenso. Con el apoyo de los instrumentos ópticos y la abundante y diversa información reunida de los microorganismos, ha requerido un ordenamiento de sus contenidos y ha dado lugar al surgimiento de ramas científicas especializadas que permiten profundizar en las particularidades de cada grupo microbiano. **Las ramas de la microbiología son los siguientes:** **ϖ Bacteriología:** refiere el estudio de todas las bacterias. **ϖ Micología:** incluye el conocimiento de los hongos filamentosos (mohos) y hongos unicelulares (levaduras). **ϖ Protozoología:** estudia todo lo relacionado con los protozoos. **ϖ Virología:** abarca todos los aspectos relacionados con los virus, incluyendo las rickettsias. **ϖ Ficología:** contiene el estudio de las algas. **Relaciones de la microbiología con otras ciencias biológicas** El auge de la microbiología desde los fines del siglo XIX se plasmó, entre otras cosas, en el aislamiento de gran variedad de cepas silvestres de microorganismos, lo que suministró un enorme volumen de nuevo material biológico sobre el que trabajar, aplicándose una serie de enfoque que eran habituales en las ciencias naturales más antiguas; así, había que crear un marco taxonómico para encuadrar a los organismos recién descubiertos, era factible desarrollar trabajos sobre morfología y fisiología comparadas, sobre variabilidad y herencia, evolución, ecología, etc. **Relación de la microbiología con otras ciencias** Uno de los asuntos donde la microbiología ha facilitado los estudios biológicos ha sido en el campo de la genética. Los microorganismos por su dotación genética sencilla permiten conocer el detalle de la herencia, así por tener un proceso de reproducción rápida aporta conocimientos sobre la transmisión de los caracteres hereditarios; otros fenómenos dentro de la genética como son las mutaciones, son seguidas en detalle e incluso utilizadas para la obtención de cepas altamente eficientes en procesos industriales donde se utilizan los microorganismos para producir sustancias y alimentos. En los microorganismos podemos estudiar y observar los procesos vitales de las células como son: el metabolismo, crecimiento reproducción, envejecimiento y muerte; es posible hacer modificaciones del miedo ambiente o incluso nutricional para conocer sus reacciones pudiéndose hacer variar su esquema genético sin destruir el organismo, lo que permite sacar importantes informaciones. Otras de las cuestiones que ayudaron a conocer los microorganismos de forma independiente consistió en las interrelaciones de las células con el medio ambiente, esto permitió estudiar las reacciones de respuesta de las células a los estímulos del exterior, así también los mecanismos de defensa y adaptabilidad según las nuevas condiciones a factores como luz, temperatura, presión, sustancias químicas, etc., los cuales se conjugan e inciden en el normal funcionamiento celular. Las relaciones de las células con otros organismos vivos constituyo elementos informativos muy importantes que han sido estudiados por microbiólogos, médicos, patólogos, etc.; con gran intensidad lo relacionado con los procesos de la inmunidad, las relaciones parásitos-huésped, los mecanismos de defensa a nivel celular, los estudios sobre los virus y sus infecciones en planta y animales. **Aplicaciones de las técnicas de microbiología** La microbiología debido al desarrollo de esta ciencia ha requerido para su aplicación la división en secciones que constituyen por su contenido una elevada especialización. ϖ **Microbiología General**: estudia los caracteres generales de los microorganismos de nuevas especies, la profundización en los procesos intracelulares microbianos, sus relaciones con el medio, procesos reproductivos donde se desarrollan la genética microbiana y se utilizan los isotopos en la investigación. ϖ **Microbiología Sistemática:** abarca la clasificación metódica ordenamiento, nomenclatura, identificación y organización de todos los microorganismos. ϖ **Microbiología Industrial**: constituye una de las ramas de aplicación más desarrollada donde el hombre utiliza los microorganismos en procesos industriales para la fabricación de cerveza, queso, mantequilla, ácido láctico, encurtidos etc. También se aprovecha la actividad bioquímica microbiana para la producción de medicamentos, enzimas, vitaminas, pienso, etc. ϖ **Microbiología agrícola**: corresponde a los estudios sobre microbiología fitopatológica abarcando el ciclo de las enfermedades en las plantas y su control químico--biológico. También la microbiología del suelo estudiando los procesos de transformación de la materia orgánica en el suelo y su fertilidad por los microorganismos de esta habitad. ϖ **Microbiología pecuaria o zootécnica**: corresponde al estudio de los microrganismos relacionados con las instalaciones pecuarias y la cría de las especies económicas y abarca el estudio de los microorganismos presentes y sus efectos en la alimentación de los animales de reproducción, así como la producción de alimento de origen microbiano. Dentro de la nutrición animal profundiza en la participación de los microorganismos del tracto digestivos de rumiantes y monogástricos en la economía nutricional del mismo. Incluye los conocimientos sobre la conservación de forraje (ensilaje) y otros aspectos ligados a la producción pecuaria. **Microbiología médica**: estudia todo lo relacionado con los agentes etiológicos, las patologías, su control, propagación, etc. Se divide en humana que estudia los microorganismos patógenos de los hombres o veterinaria que estudia los microorganismos patógenos de los animales domésticos. también aborda los procesos preventivos y la de reacción inmunológica. ϖ **Microbiología bromatológica o de los alimentos**: estudia los procesos que se utilizan para la conservación de los alimentos, así como el análisis bromatológico de calidad microbiana para determinar su consumo. **ϖ** **Microbiología sanitaria**: estudia los microorganismos del ambiente (aire, agua, sustancias residuales) y los procesos de depuración de aguas, saneamiento, limpieza y aplicaciones de medidas profilácticas en viviendas e industrias. **ϖ Microbiología del espacio:** en nuestra época con el desarrollo de las investigaciones cósmicas se trabaja en los conocimientos sobre la posible presencia de microorganismos en el espacio, así también en los experimentos en condiciones de ingravidez aportan interesante información. **Enclave taxonómico de los microorganismos** La clasificación taxonómica es común en la microbiología así también la identificación se realiza por grupos partiendo de las características morfológicas, fisiológicas funcionales, nutricionales. Se pueden clasificar en: **ϖ Cepa:** es una población de [microorganismos](https://es.wikipedia.org/wiki/Microorganismo) de una sola [especie](https://es.wikipedia.org/wiki/Especie) descendientes de una única célula o que provienen de una determinada muestra en particular, la que usualmente es propagada [clonalmente](https://es.wikipedia.org/wiki/Clon), debido al interés en la conservación de sus cualidades definitorias. **ϖEspecie:** es un conjunto de organismos o poblaciones naturales capaces de entrecruzarse y producir descendencia fértil, En general, los individuos de una **especie** se reconocen porque son similares en su forma y función. **ϖ Genero:** El **género** es una categoría taxonómica **que** se ubica entre la familia y la **especie**; así, un **género** es un grupo de organismos **que** a su vez puede dividirse en varias **especies** (existen algunos géneros **que** son monoespecíficos, es decir, contienen una sola **especie**). Ej. Los [leones](https://www.ecured.cu/Leones), los [leopardos](https://www.ecured.cu/Leopardos), los [guepardos](https://www.ecured.cu/Guepardos) y los [gatos](https://www.ecured.cu/Gatos) estarían todos bajo el género de los [felinos](https://www.ecured.cu/Felinos). Los [lobos](https://www.ecured.cu/Lobos) y los [perros](https://www.ecured.cu/Perros) se clasificarían bajo el género canino. **ϖ Características usadas para clasificar los principales grupos de microorganismos** **ϖ Bacterias:** son organismos unicelulares, sin núcleo, ni clorofila, con procesos de reproducción asexual, varían en su forma y pueden vivir en ausencia de oxígeno, están en todos los sustratos incluyendo el aparato digestivo de los animales y el hombre. Existen géneros patógenos y otros que participan en la producción y conservación de alimentos para los animales de producción. **ϖ Mohos:** poseen núcleo, varían en su tamaño y forma, son pluricelulares, tienen estructuras especializadas, son aerobios, se desarrollan a partir de la materia orgánica donde causan transformaciones lo que origina alteración de los alimentos y producción de sustancias toxicas. Existen géneros patógenos y otros son beneficiosos. **ϖ Levaduras:** son organismos unicelulares, de gran tamaño, forma elíptica con producción asexual y sexual. Pueden desarrollar en ausencia de oxígeno y poseen capacidad fermentativa en sustratos azucarados, son utilizados en la producción de alimento para el hombre y animales. Los mohos y levaduras con las levaduras constituyen los hongos, a los primeros se les denomina hongos filamentosos y a los segundo hongos unicelulares. Algas Marinas **ϖ Algas:** son organismos muy primitivos unicelulares o formado por la asociación de células semejantes; existen también células especializadas en estructura más complejas. las algas poseen clorofila por lo que realizan la fotosíntesis localizándose en lugares húmedos. **ϖ Rickettsias:** son de menor tamaño que las bacterias, polimorfas, pudiendo ser ovoides y bastonadas; son parásitos obligados intracelulares de los insectos, se transmiten al hombre y animales en los cuales pueden provocar enfermedades. **ϖ Micoplasma:** son de escasas dimensiones, de forma variada, carecen de pared celular, causan enfermedades en los animales y el hombre en los órganos reproductivos y sistema urogenital. **ϖ Protozoos:** son unicelulares con marcadas diferenciaciones morfológicas, fisiológicas y nutritivas con relación al resto de los microorganismos, hay géneros que viven en ausencia de oxígeno. Algunos son patógenos y otros que tienen una amplia participación beneficiosa en los procesos transformativos en los rumiantes. **ϖ Actinomicetos:** son organismos unicelulares filamentosos con caracteres de las bacterias y los hongos. Se localizan en el suelo y actúan en la transformación de la materia orgánica compleja del suelo. Tras el descubrimiento de los microorganismos, se intentó encuadrarlos en dos grandes reinos reconocidos por la Biología de la época, en base a los rasgos que entonces servían para distinguir entre plantas y animales. De este modo, a finales del siglo XVIII el reino Vegetal englobaba a las algas y a los hongos. Mientras que en el reino Animal habilito el grupo de los Infusoria para incluir los microorganismos que presentaban movilidad. El biólogo francés Chatton, en su intento de establecer una filogenia universal, se había dado cuenta que la ausencia de un auténtico núcleo rodeado de membrana en las bacterias justificaba crear dos grandes reinos: procariotas y eucariotas. **ϖ Procariotas** Caracterizadas porque su material genético(un cromosoma circular de ADN de doble hebra) no está recluido en un recinto rodeado de membrana , si no inmerso en el citoplasma; este cromosoma se replica de modo amitótico y la división celular suele ser por fisión binaria ; carecen de orgánulos rodeados de membrana tales como mitocondrias, cloroplastos, retículo endoplásmico, lisosoma, así como de undilipodios (cilios y flagelos de estructura fibrilar 9+2 y rodeados de membrana citoplasmática); sus ribosomas tienen un coeficiente de sedimentación de 70S; su citoplasma está envuelto por una membrana celular que sirve de barrera selectiva respecto del medio exterior, con funciones de transporte de nutrientes, producción de energía de biosíntesis de ciertas moléculas. La mayoría de las bacterias presentan externamente a la membrana citoplamatica, una pared celular que en el grupo de las eubacterias esta basada en una macromolécula peculiar denominada péptidoglucano, mientras que en el arqueo bacterias este se ve sustituido por una variedad de tipos moleculares y estructurales exclusivos. **MICROBIOLOGÍA ACTUAL**\ \ Actualmente, el conocimiento microbiológico se ha especializado tanto que lo encontramos divididos: la microbiología médica estudia los microorganismos patógenos y la posible cura para las enfermedades que producen\ \ la inmunología averigua las causas de la aparición de las enfermedades desde una perspectiva inmunológica, la microbiología ecológica estudia el nicho que le corresponde a los microorganismos en el medio, la microbiología agricultura las relaciones existentes entre plantas y microorganismos, y la biotecnología los posibles beneficios que puede llevar para el hombre la explotación de microbios. **IMPORTANCIA DE LA MICROBIOLOGÍA**\ \ La importancia de la microbiología se fundamenta en sus repercusiones en variados aspectos de la vida cotidiana, que no se limitan en forma excluyente a las ciencias de la salud. Por el contrario, el conocimiento de las formas de vida microscópicas genera impacto en áreas como la industria, los recursos energéticos y la administración pública. Si bien se postulaba desde antaño la existencia de microorganismos, fue sin dudas Luis Pasteur quien se encargó de sistematizar los conceptos actuales de microbiología, echando por tierra las ideas de la generación espontánea y poniendo de manifiesto la real importancia de esta ciencia. En la actualidad, ha sido tal el crecimiento de la microbiología como rama que muchos especialistas han optado por dividirla y, así, considerar como disciplinas independientes a la microbiología clínica, la microbiología general, la microparasitología y la micología, entre otras. Los microbiólogos han hecho contribuciones a la biología y a la medicina, especialmente en los campos de la bioquímica, genética y biología celular. Los microorganismos tienen muchas características que los hacen \"organismos modelo\" ideales: - Son pequeños, por lo cual no consumen muchos recursos. - Algunos tienen tiempos de generación muy cortos: el tiempo necesario para que una célula bacteriana se divida en dos en condiciones óptimas es de 20 minutos aprox. para E. coli en un medio rico y a 37 °C. Sin embargo, hay bacterias con tiempos de generación más largos, como Mycobacterium tuberculosis, que es de 12 a 24 horas. - Las células pueden sobrevivir fácilmente separadas de otras células. - Los eucariontes unicelulares se reproducen por división mitótica y los procariontes mediante fisión binaria. Esto permite la propagación de poblaciones clónicas genéticamente iguales. - Pueden ser almacenados mediante congelación por grandes períodos de tiempo. Generalmente se preparan alícuotas conteniendo millones de microorganismos por mililitro por lo que aún y cuando el 90 % de las células mueran en el proceso de congelación, aún podrían obtenerse células viables. La importancia de la microbiología se fundamenta en sus repercusiones en variados aspectos de la vida cotidiana, que no se limitan en forma excluyente a las ciencias de la salud. Por el contrario, el conocimiento de las formas de vida microscópicas genera impacto en áreas como la industria, los recursos energéticos y la administración pública. Si bien se postulaba desde antaño la existencia de microorganismos, fue sin dudas Luis Pasteur quien se encargó de sistematizar los conceptos actuales de microbiología, echando por tierra las ideas de la generación espontánea y poniendo de manifiesto la real importancia de esta ciencia. En la actualidad, ha sido tal el crecimiento de la microbiología como rama que muchos especialistas han optado por dividirla y, así, considerar como disciplinas independientes a la microbiología clínica, la microbiología general, la microparasitología y la micología, entre otras. Los laboratorios de análisis veterinario tienen capacidades técnicas para realizar diagnóstico de enfermedades de importancia en salud animal, caracterización, aislamiento y evaluación de microorganismos con importancia en inocuidad, nutrición y salud animal, con el fin de responder las necesidades del sector pecuario del país. Los laboratorios están organizados en áreas específicas de: - Bacteriología, virología, hongos, parasitología, materiales de referencia y microrganismos anaerobios - Análisis especializado - Hematología - Inmunoensayos **BIOTECNOLOGÍAS PECUARIAS Y EL FUTURO DE LA PRODUCCIÓN ANIMAL EN PAÍSES EN DESARROLLO** Mirando al futuro, la producción animal de los países en desarrollo aun hoy tiene problemas no resueltos en los cuales pudiera ser determinante la introducción de las biotecnologías ganaderas. Con el movimiento de animales vivos, de productos de origen animal y piensos, así como la creciente interacción hombre-animal, han surgido nuevas situaciones de riesgo para las producciones pecuarias y para el mantenimiento de la salud animal. Esta es un área donde la biotecnología representa una herramienta fundamental por las posibilidades que brinda en el diagnóstico, la epidemiología y el desarrollo de vacunas, donde se deben tener en cuenta enfoques novedosos, como la interacción huésped-hospedero. Así, existen cuestiones de vital importancia en el sector ganadero, como aquellas relacionadas con el cambio climático y la adaptación a los nuevos ambientes, sobre las cuales la biotecnología ganadera puede incidir para contribuir a la mitigación del impacto ambiental. Existen opciones para la implementación en mayor medida de estas tecnologías en los países en desarrollo, que pueden servir de base a la toma de decisiones en este sentido. Deben basarse en las tecnologías convencionales que ya se explotan en cada territorio, lo que garantiza un nivel básico de capacidad técnica e infraestructura. Debe existir la integración entre los diversos componentes que gerencian la producción pecuaria y la comercialización, lo cual contribuirá al establecimiento de programas nacionales de fomento ganadero, que sin dudas serán la garantía de la seguridad alimentaria para el usuario final de estas tecnologías: los propios ganaderos y agricultores de pocos recursos económicos y poder adquisitivo limitado, lo que implica el diseño de modelos apropiados que puedan acceder a estas tecnologías. Por supuesto, esta estrategia nunca será exitosa si no se combinan los servicios veterinarios nacionales con una gestión adecuada y con los mercados organizados, con la consiguiente cooperación entre organismos públicos e intergubernamentales, todo sobre la base de una capacitación adecuada y la extensión oportuna de las técnicas. A pesar de que la implementación de estas tecnologías requiere de recursos, esfuerzos y personal calificado, es innegable que el uso de las biotecnologías ganaderas en los países en desarrollo puede contribuir al incremento de la productividad animal y a mejorar la gestión de la salud animal, lo que permitirá realzar los medios de vida de los ganaderos y agricultores y a garantizar la seguridad alimentaria. Microorganismos del suelo. Actinomicetos. Los actinomicetos son numerosos y están ampliamente distribuidos no solamente en el suelo, desde su superficie hasta grandes profundidades, sino en abonos, cieno de los ríos y fondo de los lagos. En general prefieren los medios alcalinos y son predominantemente saprófitos aunque se conocen patógenos de plantas, animales domésticos e incluso humanos. Las técnicas empleadas para su investigación ecológica son múltiples y muestran que el número de formas viables no difiere mucho de unas a otras, de lo que se infiere que pueden servirse de nutrientes muy variados. El tipo de suelo, el contenido en materia orgánica y el pH modifican la población cuantitativamente. En zonas templadas, existen de 100.000 a 100 millones por gramo, siempre que el pH no baje de 5, estas cifras bajan mucho en turbas ácidas, tundra y suelos encharcados. En áreas alcalinas y secas su abundancia es espectacular, pasando del 10-50 %, normal, al 95 % de la flora total. En general prefieren zonas templadas de pastos y hierbas, luego terrenos cultivados y finalmente vírgenes. Abundan más en suelos con materia orgánica y abonados con ella. Al utilizar abonos amoniacales, que dan lugar a ácido nítrico, se elimina viabilidad a los actinomicetos, mientras que la adición de cal la incrementa. Si la humedad pasa a constituir el 85-100 % de la capacidad del suelo, los actinomicetos apenas aparecen debido a la falta de oxígeno; por el otro extremo soportan sequías y son encontrados en zonas desérticas. Su temperatura optima reside entre 28-37º C y sus estaciones anuales más favorables son la primavera y el otoño. Se encuentran en el horizonte A, pero por efecto del arrastre de los conidios por el agua, se encuentran también a grandes profundidades y en mayores proporciones con respecto a las bacterias. En el horizonte C se obtienen aun de 100 a 100.000 colonias por gramo.  ------------------------------------------------------------- Infección de la superficie de una patata por actinomicetos. La importancia de sus fermentaciones con formación de antibióticos ha obligado a dar un gran paso encaminado al mejor conocimiento de su fisiología, pero su papel en el suelo es aun muy poco conocido. Son poco competitivos en la adquisición de sustancias nutritivas, fundamentalmente ácidos orgánicos, azúcares, polisacáridos, lípidos, proteínas e hidrocarburos alifáticos. La celulosa es atacada muy lentamente y lo mismo el almidón, inulina y quitina, cuya hidrólisis es especialmente característica de los actinomicetos. Existen algunos oligocarbofílicos por desarrollarse en medios deficientes en carbono.\ \ Como fuentes de nitrógeno, utilizan amoniaco, nitratos, aminoácidos, peptonas y proteínas. No asimilan el nitrógeno molecular ni producen desnitrificación. Según Waksman se pueden atribuir a estos microorganismos las siguientes funciones: a\) Descomposición de los residuos animales y vegetales con liberación de ácidos orgánicos de los compuestos carbonados y amoniaco de las sustancias nitrogenadas. b\) Participación activa en los procesos de humificación y en particular en la formación de sustancias melánicas. c\) Mineralización del humus con la consiguiente liberación de principios útiles para la nutrición de las plantas. d\) Secreción de sustancias antibióticas como estreptomicina, tetraciclina y otros, a fin de producir equilibrios genéricos o antagónicos específicos hacia los componentes de la microflora bacteriana. e\) Acción fitopatógena ejercida por algunas especies sobre plantas de interés agrícola. Por último, su propio micelio representa una interesante materia prima para la síntesis de compuestos húmicos **LOS PROTOZOARIOS** Son organismos microscópicos formados por una sola célula (unicelulares), heterótrofos, que viven en medios líquidos, son capaces de moverse y se reproducen por bipartición (la célula se divide en dos). Algunos de ellos pueden formar colonias.\ \ Los protozoos son los animales más sencillos ya que están formados por una sola célula y mediante esa única célula realizan todas las funciones vitales.\ Según algunas clasificaciones, los protozoos se incluyen en el reino Protistas, junto con otros organismos unicelulares cuyo núcleo celular está rodeado de una membrana. Los protozoos no tienen estructuras internas especializadas a modo de órganos o, si las tienen, están muy poco diferenciadas.\ \ Entre los protozoos se suelen admitir varios grupos:\ - Los Flagelados del grupo de los Zoomastiginos, con muchas especies que viven como parásitos de plantas y de animales.\ Los protozoos flagelados o mastigóforos están provistos de uno o varios flagelos que les permiten moverse.\ Se reproducen por división longitudinal (a lo largo); viven libremente y muchos son parásitos que producen enfermedades, algunas muy graves.\ En la clase de los flagelados se incluyen los fitoflagelados o dinoilagelados, que se estudian en el Reino Vegetal (Algas unicelulares).\ \ - Los Ameboides del grupo Sarcodinos, que incluyen a los Foraminíferos y Radiolarios, y que son componentes importantes del plancton;\ \ - Los Cilióforos, que son ciliados, con diversos representantes que poseen estructuras especializadas que recuerdan a la boca y al ano de los organismos superiores;\ \ - Los Cnidosporidios, parásitos de invertebrados, de peces y de algunos reptiles y anfibios, y\ \ - Los Esporozoos, con diversas especies parásitas de animales y también de seres humanos. Son todos parásitos que carecen de órganos locomotores y digestivos. Se conocen más de cincuenta mil especies de protozoos, que incluyen organismos tan conocidos como los paramecios y las amebas, que pueden vivir aislados o formando colonias. Muchas especies viven en hábitats acuáticos como océanos, lagos, ríos y charcas. Su tamaño varía desde dos hasta setenta micrómetros. Los protozoos se alimentan de bacterias, productos de desecho de otros organismos, algas y otros protozoos. Muchas especies son capaces de moverse utilizando diversos mecanismos: flagelos, estructuras propulsoras con forma de látigo; cilios de aspecto piloso, o por medio de un movimiento ameboide, un tipo de locomoción que implica la formación de pseudópodos. Los protozoos son abundantísimos y se encuentran en todos los lugares de la tierra, en especial, en los sitios húmedos. Son, frecuentemente, parásitos sobre animales, plantas y sobre el hombre, y pueden producir enfermedades.  Ameboide **Cilioforo** **HONGOS** Grupo de [organismos](https://www.ecured.cu/Organismos) eucariotas entre los que se encuentran los [mohos](https://www.ecured.cu/Moho), las [levaduras](https://www.ecured.cu/Levadura) y las [setas](https://www.ecured.cu/Setas). Se clasifican en un reino distinto al de las [plantas](https://www.ecured.cu/Plantas), [animales](https://www.ecured.cu/Animales) y [bacterias](https://www.ecured.cu/Bacterias). Esta diferenciación se debe, entre otras cosas, a que poseen [pared celular](https://www.ecured.cu/Pared_Celular) compuestas por [quitina](https://www.ecured.cu/Quitina), a diferencia de las plantas, que contienen [celulosa](https://www.ecured.cu/Celulosa). Actualmente se consideran como un grupo heterogéneo, polifilético, formado por organismos pertenecientes por lo menos a tres líneas evolutivas independientes. Nombre Científico: \' -------------------- -------------------------------------------------------- Reino: [[Plantae]](https://www.ecured.cu/Plantae) División: Talofitas Clase: Hongo Orden: Agaricales Familia: Agaricáceas Características: Antes del desarrollo de los análisis moleculares de [ARN](https://www.ecured.cu/ARN) y su aplicación en la dilucidación de la filogenia del grupo, los taxónomos clasificaban a los hongos en el grupo de las [plantas](https://www.ecured.cu/Plantas) debido a la semejanza entre sus formas de vida, fundamentalmente, la ausencia de locomoción y una [morfología](https://www.ecured.cu/Morfolog%C3%ADa) y [ecología](https://www.ecured.cu/Ecolog%C3%ADa) similares. Como ellas, los hongos crecen en el suelo y, en el caso de las setas, forman cuerpos fructíferos que en algunos casos guardan parecido con ejemplares de [plantas](https://www.ecured.cu/Plantas), como los [musgos](https://www.ecured.cu/Musgos). Estudios [filogenéticos](https://www.ecured.cu/Filogenia) indicaron que forman parte de un reino separado del de los animales y plantas, de los cuales se separó hace aproximadamente mil millones de años. Algunas de las características morfológicas, [bioquímicas](https://www.ecured.cu/Bioqu%C3%ADmica) y [genéticas](https://www.ecured.cu/Gen%C3%A9tica) de los hongos son comunes a otros organismos; no obstante, otras son diferentes, lo que permite su separación de otros organismos vivos. Aspectos comunes Como otros eucariotas, los hongos poseen células delimitadas por una [membrana plasmática](https://www.ecured.cu/Membrana_plasm%C3%A1tica) rica en esteroles y que contienen un núcleo que alberga el material genético en forma de [cromosomas](https://www.ecured.cu/Cromosomas). Este material genético contiene [genes](https://www.ecured.cu/Gen) y otros elementos codificantes, así como elementos no codificantes, como los intrones. Poseen orgánulos celulares, como las [mitocondrias](https://www.ecured.cu/Mitocondrias) y los [ribosomas](https://www.ecured.cu/Ribosomas) de tipo 80S. (subunidades ARN) Como compuestos de reserva y [glúcidos](https://www.ecured.cu/Gl%C3%BAcidos) solubles poseen [polialcoholes](https://www.ecured.cu/Polialcoholes) (p.ej. el manitol), disacáridos (como la trehalosa) y polisacáridos (como el glucógeno, que, además, se encuentra presente en animales). Al igual que los animales, los hongos carecen de [cloroplastos](https://www.ecured.cu/Cloroplastos). Esto se debe a su carácter heterotrófico, que exige que obtengan como fuente de [carbono](https://www.ecured.cu/Carbono), energía y poder reductores compuestos orgánicos. A semejanza de las [plantas](https://www.ecured.cu/Plantas), los hongos poseen pared celular y vacuolas. Se reproducen de forma sexual y asexual, y, como los [helechos](https://www.ecured.cu/Helechos) y musgos, producen [esporas](https://www.ecured.cu/Esporas). Debido a su ciclo vital, poseen núcleos haploides habitualmente, al igual que los musgos y las [algas](https://www.ecured.cu/Algas). Los hongos guardan parecido con euglenoides y bacterias. Todos ellos producen el [aminoácido](https://www.ecured.cu/Amino%C3%A1cido) L-lisina mediante la vía de biosíntesis del ácido alfa-aminoadípico. Las células de los hongos suelen poseer un aspecto filamentoso, siendo tubulares y alargadas. En su interior, es común que se encuentren varios núcleos; en sus extremos, zonas de crecimiento, se da una agregación de vesículas que contienen [proteína](https://www.ecured.cu/Prote%C3%ADnas), lípidos y moléculas orgánicas llamadas Spitzenkörper. Hongos y oomicetos poseen un tipo de crecimiento basado en hifas. Este hecho es distintivo porque otros organismos filamentosos, las algas verdes, forman cadenas de células uninucleadas mediante procesos de división celular continuados. Al igual que otras especies de bacterias, animales y plantas, más de sesenta especies de hongos son [bioluminiscentes](https://www.ecured.cu/Bioluminiscencia), es decir, que producen luz. **Características diferenciales** Las [levaduras](https://www.ecured.cu/Levadura), un grupo de hongos, presentan al menos una fase de su ciclo vital en forma unicelular; durante ésta, se reproducen por gemación o bipartición. Se denominan hongos dimórficos a las especies que alternan una fase unicelular (de levadura) con otra miceliar (con hifas). La [pared celular](https://www.ecured.cu/Pared_Celular) de los hongos se compone de glucanos y quitina; los primeros se presentan también en plantas, y los segundos, en el exoesqueleto de [artrópodos](https://www.ecured.cu/Artr%C3%B3podos); esta combinación es única. Además, y a diferencia de las plantas y oomicetos, las paredes celulares de los hongos carecen de celulosa. La mayoría de los hongos carecen de un sistema eficiente de transporte a distancia de sustancias (estructuras que en plantas conforman el xilema y floema. Algunas especies, como Armillaria, desarrollan rizomorfos,estructuras que guardan una relación funcional con las raíces de las plantas. En cuanto a rutas metabólicas, los hongos poseen algunas vías biosintéticas comunes a las plantas, como la ruta de síntesis de terpenos a través del ácido mevalónico y el pirofosfato. No obstante, las plantas poseen una segunda vía metabólica para la producción de estos isoprenoides que no se presenta en los hongos. Los metabolitos secundarios de los hongos son idénticos o muy semejantes a los [vegetales](https://www.ecured.cu/Vegetales). La secuencia de aminoácidos de los péptidos que conforman las [enzimas](https://www.ecured.cu/Enzimas) involucradas en estas rutas biosintéticas difieren no obstante de las de las plantas, sugiriendo un origen y evolución distintos. Carecen de fases móviles, tales como formas flageladas, con la excepción de los gametos masculinos y las esporas de algunas formas filogenéticamente "primitivas" (los Chytridiomycota). No poseen [plasmodesmos](https://www.ecured.cu/Plasmodesmos). **Características y clasificación de los medios de cultivo** **Medios de cultivo:** Son una mezcla de nutrientes que, en concentraciones adecuadas y en condiciones físicas óptimas, permiten el crecimiento de los [microorganismos](https://www.ecured.cu/Microorganismo). Son esenciales en el [Laboratorio de Microbiología](https://www.ecured.cu/Laboratorio_Microbiolog%C3%ADa) por lo que un control en su fabricación, preparación, conservación y uso, asegura la exactitud, confiabilidad y reproducibilidad de los resultados obtenidos. Historia: La primera noticia de la utilización de medios de cultivo llega del micólogo Brefeld, que consiguió aislar y cultivar [esporas](https://www.ecured.cu/Espora) de [hongos](https://www.ecured.cu/Hongos) en medios [sólidos](https://www.ecured.cu/S%C3%B3lidos) realizados a base de [gelatina](https://www.ecured.cu/Gelatina). Este sistema no era adecuado para las [bacterias](https://www.ecured.cu/Bacterias) (por su menor tamaño) y no fue hasta el año 1878 cuando Lister popularizó un método enfocado al cultivo puro basado en diluciones seriadas en un medio líquido. [Koch](https://www.ecured.cu/Robert_Koch) realizó sus investigaciones utilizando en un primer momento rodajas de patata como soporte nutritivo sólido, pero no tardó en recurrir al caldo de [carne](https://www.ecured.cu/Carne) líquido, diseñado por Loeffler, al que, en 1881, añadió gelatina, logrando un medio sólido transparente ideal para la observación de la morfología macroscópica de las colonias microbianas. En el año 1882 tiene lugar uno de los grandes avances de la microbiología en relación con los medios de cultivo: el médico alemán Walter Hesse introduce el agar-agar (polisacárido extraído de [algas rojas](https://www.ecured.cu/Algas_rojas)) como solidificante. En 1887 un ayudante de Koch llamado Petri, comienza a utilizar placas de cristal planas, que se llaman desde entonces placas de Petri, para sustituir a las clásicas bandejas de [vidrio](https://www.ecured.cu/Vidrio) cubiertas con campanas que se usaban hasta entonces. Beijerinck y Winogradsky, que desde de 1888 realizaron sus investigaciones sobre las bacterias quimioautótrofas (utilización de [nitrógeno](https://www.ecured.cu/Nitr%C3%B3geno) y [azufre](https://www.ecured.cu/Azufre) sobre todo) tuvieron gran importancia en el desarrollo de los medios selectivos y de enriquecimiento. Diseñaron este tipo de medios de tal forma que su especial composición química favorecía el crecimiento de ciertos tipos de [microorganismos](https://www.ecured.cu/Microorganismos) que, en función de sus procesos metabólicos, eran los únicos capaces de utilizar para su desarrollo ciertos nutrientes del medio. En 1892 Würtz impulsó el uso de los medios diferenciales, incorporando indicadores de pH a la composición de ciertos medios con lo cual se podía observar la producción de [ácidos](https://www.ecured.cu/%C3%81cidos) en la [fermentación](https://www.ecured.cu/Fermentaci%C3%B3n) en ciertos microorganismos. **Ingredientes de los medios de cultivo** Agua Bases nutritivas Peptonas, hidrolizados y digeridos Extractos, infusiones y dializados Carbohidratos Azúcares Agua y derivados Almidones Otros Sales Minerales Macroelementos (fósforo, azufre, sodio, cloro, hierro y otros) Microelementos (zinc, cobre y otros) Colorantes e indicadores Factores de crecimiento: Vitaminas Proteínas Otros Otros Antibióticos y lípidos **CLASIFICACION** **De acuerdo a la naturaleza de sus constituyentes** - Medios naturales o complejos: constituidos por sustancias complejas de origen animal o [vegetal](https://www.ecured.cu/Vegetal), las que son usualmente complementadas por la adición de [minerales](https://www.ecured.cu/Minerales) y otras sustancias. En ellos no se conocen todos los componentes, ni las cantidades exactas presentes de cada uno de ellos. - Medios definidos o sintéticos: son los medios que tienen una composición química definida cuali y cuantitativamente. Generalmente se usan en trabajos de investigación. ### **De acuerdo al uso del medio de cultivo** - - - **Atendiendo a su estado físico:** Líquidos, Semisólidos y Sólidos **Preparación:** Los medios de cultivo se pueden preparar en el laboratorio a partir de cada uno de sus constituyentes básicos, o por simple rehidratación de productos asequibles comercialmente (medios de cultivo deshidratados). Generalmente se prefiere el uso de los medios de cultivo deshidratados porque, además de simplificar el trabajo, con ellos se tiene mayor probabilidad de obtener resultados reproducibles. **Condiciones generales para el cultivo:** **Disponibilidad de nutrientes adecuados:** Un medio de cultivo adecuado para la investigación microbiológica ha de contener, como mínimo, [carbono](https://www.ecured.cu/Carbono), nitrógeno, azufre, [fósforo](https://www.ecured.cu/F%C3%B3sforo) y sales inorgánicas. En muchos casos serán necesarias ciertas [vitaminas](https://www.ecured.cu/Vitaminas) y otras sustancias inductoras del crecimiento. Siempre han de estar presentes las sustancias adecuadas para ejercer de donantes o captadores de [electrones](https://www.ecured.cu/Electrones) para las reacciones químicas que tengan lugar. **Consistencia adecuada del medio** Partiendo de un medio líquido podemos modificar su consistencia añadiendo productos como [albúmina](https://www.ecured.cu/Alb%C3%BAmina), gelatina o agar, con lo que obtendríamos medios en estado semisólido o sólido. Los medios solidificados con gelatina tienen el gran inconveniente de que muchos microorganismos no se desarrollan adecuadamente a temperaturas inferiores al punto de fusión de este solidificante y de que otros tienen la capacidad de licuarla. Actualmente los medios sólidos son de uso universal, por su versatilidad y comodidad, pero hay también gran cantidad de medios líquidos cuyo uso está ampliamente extendido en el laboratorio. **Presencia (o ausencia) de oxígeno y otros gases** Gran cantidad de bacterias pueden crecer en una atmósfera con tensión de [oxígeno](https://www.ecured.cu/Ox%C3%ADgeno) normal. Algunas pueden obtener el oxígeno directamente de variados sustratos. Pero los microorganismos anaerobios estrictos sólo se desarrollarán adecuadamente en una atmósfera sin oxígeno ambiental. En un punto intermedio, los microorganismos microaerófilos crecen mejor en condiciones atmosféricas parcialmente anaerobias (tensión de oxígeno muy reducida), mientras los anaerobios facultativos tienen un [metabolismo](https://www.ecured.cu/Metabolismo) capaz de adaptarse a cualquiera de las citadas condiciones. **Condiciones adecuadas de humedad** Un nivel mínimo de [humedad](https://www.ecured.cu/Humedad), tanto en el medio como en la atmósfera, es imprescindible para un buen desarrollo de las células vegetativas microbianas en los cultivos. Hay que prever el mantenimiento de estas condiciones mínimas en las estufas de cultivo a 35-37ºC proporcionando una fuente adecuada de agua que mantenga la humedad necesaria para el crecimiento de los cultivos y evitar así que se deseque el medio. **Luz ambiental** La mayoría de los microorganismos crecen mucho mejor en la oscuridad que en presencia de luz solar. Hay excepciones evidentes como sería el caso de los microorganismos fotosintéticos. pH La concentración de iones hidrógeno es muy importante para el crecimiento de los microorganismos. La mayoría de ellos se desarrollan mejor en medios con un pH neutro, aunque los hay que requieren medios más o menos ácidos. No se debe olvidar que la presencia de ácidos o bases en cantidades que no impiden el crecimiento bacteriano pueden sin embargo inhibirlo o incluso alterar sus procesos metabólicos normales. **Temperatura** Los microorganismos mesófilos crecen de forma óptima a temperaturas entre 15 y 43^o^C. Otros como los psicrófilos crecen a 0^o^C y los temófilos a 80^o^C o incluso a temperaturas superiores (hipertemófilos). En líneas generales, los patógenos humanos crecen en rangos de temperatura mucho más cortos, alrededor de 37^o^C, y los saprofítos tienen rangos más amplios. **Esterilidad del medio** Todos los medios de cultivo han de estar perfectamente estériles para evitar la aparición de formas de vida que puedan alterar, enmascarar o incluso impedir el crecimiento microbiano normal del o de los especímenes inoculados en dichos medios. El sistema clásico para esterilizar los medios de cultivo es el autoclave (que utiliza vapor de agua a presión como agente esterilizante) **Otros aspectos a considerar** - - - - **Almacenamiento de los medios de cultivo** Los medios de cultivo deshidratados se deben almacenar en envases sellados bajo las condiciones que señale el fabricante. Generalmente se almacenan en un lugar fresco (entre 15 y 25^o^), con poca humedad y protegidos de la luz solar directa. Nunca se deben almacenar cerca de autoclaves, hornos, ni otra fuente de calor o vapor. Los medios de cultivo deshidratados son higroscópicos. Cuando los envases de estos medios de cultivo deshidratados son abiertos para su uso inicial, se debe tener la precaución de cerrarlos tan pronto como sea posible y mantenerlos bien cerrados para prevenir la entrada de humedad. La absorción de agua produce cambios de pH, formación de grumos, decoloraciones del [polvo](https://www.ecured.cu/Polvo), etcétera, lo cual indica que deben ser descartados porque pueden haber sufrido cambios químicos o estar contaminados. Una vez que el medio de cultivo ha sido preparado y esterilizado, puede almacenarse a temperatura ambiente por un periodo máximo de 2 semanas protegido de la luz, o por periodos mayores a 12--15^o^C. Sin embargo, almacenados bajo [refrigeración](https://www.ecured.cu/Refrigeraci%C3%B3n) entre 2 y 8^o^C se prolonga la vida útil de los mismos, (nunca por debajo de 0°C porque se destruye la estructura del gel). Los medios de cultivo se deben mantener en recipientes bien cerrados para evitar su deshidratación y cuando se usa tapón de algodón, se debe colocar por encima una envoltura de [papel](https://www.ecured.cu/Papel) (Craft). Otro punto importante a tomar en cuenta, es que cada lote de medio de cultivo preparado debe pasar por un riguroso proceso de control de calidad, en donde se determinan sus propiedades fisicoquímicas (apariencia, pH) y microbiológicas (esterilidad y promoción de crecimiento) verificando que cumplan con los requisitos de calidad establecidos y por ende demostrar que son aptos para su uso. **Utilización de los medios de cultivo** Diagnóstico clínico en medicina humana y veterinaria - Detección de microorganismos patógenos a partir de muestras de fluidos, tejidos y excretas y sus toxinas causantes de enfermedades. Industria farmacéutica y biotecnológica - Cultivo masivo de microorganismos productores de metabolitos (proteínas, factores de crecimiento, aminoácidos, péptidos, antibióticos, etc.) - Control de la calidad (control de proceso, materias primas, productos terminados, aguas, residuales y ambiente) Industria alimenticia - - - Otras industrias y sectores productivos (agricultura, química) - - Control del medio ambiente - Control de las aguas y fuentes de abasto - Control ambiental (aire, suelos) - Control de residuales Investigaciones - - **Reproducción asexual en microorganismos** Microorganismos eucariotas - - Bacterias - Ventajas y Desventajas: Entre las ventajas biológicas que conlleva están su rapidez de [división](https://www.ecured.cu/Divisi%C3%B3n) y la simplicidad, pues no tienen que producir células sexuales, ni tienen que gastar energía en las operaciones previas a la fecundación. De esta forma un individuo aislado puede dar lugar a un gran número de descendientes, por medios como la formación asexual de esporas, la fisión transversal, o la gemación; facilitándose la colonización rápida de nuevos territorios. Así, algunos organismos se reproducen asexualmente cuando las condiciones ambientales son favorables, mientras que lo hace sexualmente cuando son adversas. En cambio, presenta la gran desventaja de producir una descendencia sin variabilidad genética, clónica, al ser todos genotípicamente equivalentes a su parental y entre sí. La [selección natural](https://www.ecured.cu/Selecci%C3%B3n_natural) no puede \"elegir\" los individuos mejor adaptados (ya que todos lo están por iguales) y estos individuos clónicos puede que no logren sobrevivir a un medio que cambie de modo hostil, pues no poseen la información genética necesaria para adaptarse a este cambio. Por lo tanto esa especie podría desaparecer, salvo que haya algún [individuo](https://www.ecured.cu/Individuo) portador de una combinación [genética](https://www.ecured.cu/Gen%C3%A9tica) que le permita adaptarse al nuevo medio. CURVA DEL CRECIMIENTO BACTERIANO En la figura se ilustra una curva de crecimiento de una población bacteriana. Esta curva se divide en cuatro fases denominadas fase de latencia, fase exponencial o fase logarítmica, fase estacionaria y fase de muerte. REPRODUCCIÓN Y CRECIMIENTO MICROBIANO Fase de latencia Cuando una población bacteriana es inoculada en medio fresco, el crecimiento usualmente no comienza de inmediato sino después de un tiempo llamado de latencia, que puede ser corto o largo dependiendo de las condiciones. Curva típica de crecimiento de una población de microorganismos. La fase de latencia representa un periodo de transición para los microorganismos cuando son transferidos a una nueva condición. En esta fase se producen las enzimas necesarias para que ellos puedan crecer en un nuevo medio ambiente. En esta fase no hay incremento en el número de células, pero hay gran actividad metabólica, aumento en el tamaño individual de las células, en el contenido proteico, ADN y peso seco de las células. Si un cultivo que está creciendo en fase exponencial es inoculado al mismo medio de cultivo bajo las mismas condiciones de crecimiento, no se observa fase de latencia y el crecimiento exponencial sigue a la misma velocidad. Si el inóculo se toma de un cultivo viejo (fase estacionaria) y se inocula en el mismo medio, generalmente se presenta la fase de latencia esto se debe a que las células generalmente agotan una serie de coenzimas esenciales u otros constituyentes celulares y se requiere cierto tiempo para su resíntesis. También se observa latencia cuando el inóculo está formado por células que han sido dañadas pero no muertas, bien sea por tratamiento con calor, radiaciones o sustancias químicas, puesto que requieren reparar dicho daño. En el caso de que una población se transfiera de un medio de cultivo rico a un medio pobre, se observa latencia puesto que es necesario que las células para poder seguir creciendo tengan una serie de enzimas para poder sintetizar algunos metabolitos esenciales que no están presentes en el medio. Fase exponencial o fase logarítmica Es el período de la curva de crecimiento en el cual el microorganismo crece exponencialmente, es decir que cada vez que pasa un tiempo de generación la población se duplica. Bajo condiciones apropiadas la velocidad de crecimiento es máxima. Las condiciones ambientales (temperatura, composición del medio de cultivo, etc.) afectan a la velocidad de crecimiento exponencial. Fase estacionaria En cultivos en recipientes cerrados una población no puede crecer indefinidamente en forma exponencial. Las limitaciones del crecimiento ocurren ya sea por agotamiento de algún nutriente esencial, por acumulación de productos tóxicos, porque se alcance un número de células elevado para el espacio disponible o por una combinación de las causas anteriores. Este periodo durante el cual cesa el crecimiento se conoce como fase estacionaria. Fase de muerte Si la incubación continúa después de que una población microbiana alcanza la fase estacionaria, las células pueden seguir vivas y continuar metabolizando, pero va a comenzar una disminución progresiva en el número de células viables y cuando esto ocurre se dice que la población ha entrado en fase de muerte. MATEMATICA DEL CRECIMIENTO EXPONENCIAL Cuando se inocula una bacteria en un medio y ha transcurrido el tiempo de generación de este microorganismo, se forman dos células, después de otra generación cuatro células después de la tercera generación ocho células. Es decir en cada generación sucesiva se duplica la población. La relación que existe entre el número de células y las generaciones de un cultivo creciendo en forma exponencial, puede deducirse matemáticamente de la manera siguiente: Se designa como: x = Nº de bacterias al tiempo 0 y = Nº de bacterias al tiempo t t = tiempo en crecimiento exponencial Al tiempo 0 y = x Después de: 1 generación y = x.2 2 generaciones y = (x.2) 2 =2^2^ x 3 generaciones y = (2^2^ x) 2= 2^3^ x n generaciones y = 2^n^ x (1) Para calcular n = (número de generaciones) Resolviendo la ecuación (1) para n se tiene: log y = log x + n log 2 n= [log y-log x] log2 Si se sustituye en la ecuación anterior log 2 por su valor 0.3010, se tiene que 1/0.3010 = 3.3 n = 3.3 log y/x Por consiguiente, aplicando la ecuación anterior puede calcularse el número de generaciones que han tenido lugar, siempre que se conozca la población inicial x, y la población y después del tiempo t. El tiempo de generación G es igual a t (tiempo transcurrido en fase exponencial para llegar de x a y) dividido por el número de generaciones n, o sea: G= t/n Ejemplo Se tienen 1000 bacterias en un medio de cultivo óptimo y después de 4 horas de incubación, creciendo exponencialmente, se obtienen 100.000 bacterias. Calcule el tiempo de generación. x = 1000 y = 100.000 T = 4 horas G =? n = 3.3 log y/x n = 3.3 log 100.000/1000 = 6.6 generaciones G =T / n G = 240 / 6.6 = 36,36 minutos Estos factores pueden agruparse en: - **Factores intrínsecos** (características propias del alimento): pH, disponibilidad de agua (Aw), potencial redox (Eh), nutrientes, microestructura, antimicrobianos naturales, viscosidad. - **Factores extrínsecos**: temperatura de almacenamiento, atmósfera gaseosa ambiental, humedad ambiental. - **Procesamiento**: tratamientos térmicos (cocción), tipo de envasado, aditivos, presiones... - **otros**: flora natural (competencia-sinergismo), microoganismos (fisiología, injuria) Conocer los factores que influyen el crecimiento de los microorganismos presentes en un alimento será de utilidad para actuar sobre estos a fin de controlar el crecimiento y prevenir contaminaciones. ### Factores que influyen en el crecimiento microbiano  - ### Nutrientes: Los alimentos con mayor contenido de proteínas y azúcares son más favorables para el crecimiento y desarrollo de microorganismos. En el caso de estas preparaciones, el ingrediente principal (*pescados o carnes vacuna)* contiene alta cantidad de proteínas y vitaminas lo que convierte a estas preparaciones en un medio favorable para el crecimiento de Microorganismos. - ### Agua disponible (Aw): La Aw mide la disponibilidad de agua del medio donde se encuentran los microorganismos, lo que es igual a la relación entre la presión de vapor de agua de la solución y la presión de vapor de agua del agua pura. El Aw de la carne fresca y pescado es de 0.98 -- 0.99, cifras que son sumamente favorables para la multiplicación de todas las especies microbianas.\ Los mohos y las levaduras requieren ambientes con menos agua disponible que la mayoría de las bacterias. - ### Potencial Redox -- disponibilidad de Oxígeno**:** La presencia de oxígeno en el medio ambiente también tiene influencia en el tipo de microorganismos que pueden crecer en un determinado alimento y en la velocidad a la que se multiplicarán.\ Inmediatamente después de la muerte del animal, el músculo todavía contiene en profundidad reservas de oxígeno, que hacen que el potencial redox sea positivo y elevado, lo que favorece el crecimiento de microorganismos aeróbicos (requieren de la presencia de oxígeno para desarrollarse). Los principales microorganismos de este tipo que contaminan la carne son los pertenecientes a los géneros Pseudomonas y Micrococcus. Luego, las reservas de oxígeno se agotan por falta de renovación por la sangre, el potencial redox profundo disminuye rápidamente y se hace negativo. Las condiciones reductoras que se crean, son propicias para el desarrollo de gérmenes anaerobios de la putrefacción, los más representativos de este tipo son los del genero Clostridium. Existen otros microorganismos denominados anaerobios facultativos que pueden desarrollarse en presencia o ausencia de oxígeno y los más representativos en la carne y los productos cárnicos son los pertenecientes a los géneros Estreptococcus, Lactobacillus, Estafilococcus y Coliformes. Los géneros Estreptococcus y Pediococcus son microaerobios y también es posible encontrarlos como contaminantes de la carne. - ### Temperatura**:** La temperatura es uno de los factores más relevantes en el crecimiento de los microorganismos. Todos los microorganismos necesitan de una determinada temperatura para desarrollarse a su velocidad máxima. Esta temperatura se designa temperatura óptima o ideal.\ Si la temperatura a la que los microorganismos son expuestos baja o aumenta, el crecimiento será más lento. Por encima de la temperatura máxima o por debajo de la mínima el crecimiento para, pero no siempre ocurre la muerte de los microorganismos. De forma general, las temperaturas muy elevadas (las utilizadas en la cocción de los alimentos) permiten destruir gran parte de los microorganismos. La temperatura del músculo inmediatamente después del sacrificio es relativamente alta (aproximadamente 37°C), temperatura ideal para el desarrollo de las bacterias mesófilas (entre 25 y 40°C). Generalmente, una vez obtenidas las canales éstas son refrigeradas y en los procesos posteriores de corte, almacenamiento y comercialización se continúa con la cadena de frío. Por ello, es común encontrar microorganismos contaminantes psicrófilos (requieren temperaturas entre 10 y 30°C como temperatura óptima, pero pueden crecer más lentamente hasta los 0°C). Los más comunes pertenecen a los géneros *Pseudomonas, Achromobacter y Flavobacterium* y se encuentran frecuentemente  en carnes frescas sometidas a temperaturas de refrigeración. - ### pH -- Acidez. El pH es una medida de la acidez de un alimento (u otro producto) que varía de una escala de 1 a 14. La mayoría de los alimentos tiene un pH cercano a 7 (neutro) o menos. En el caso de carnes el pH es de 6,4 y el de los pescados 6,8. Imagen relacionada Cada microorganismo tiene un pH de crecimiento óptimo, máximo y mínimo. La mayoría de las bacterias crecen a un valor de pH cercano a la neutralidad (6,6 -- 7,5), otras lo hacen mejor en medios ácidos (levaduras). El pH del músculo vivo está cerca de la neutralidad. Después de la muerte desciende más o menos rápidamente, para alcanzar después de la rigidez cadavérica valores entre 5.4 y 5.8 (en condiciones normales y dependiendo de la especie). Los microorganismos son extremadamente sensibles a las variaciones del pH y generalmente cuando éste es bajo, suele producirse un descenso en la velocidad del crecimiento microbiano. Las más afectadas son las bacterias, luego las levaduras y los más resistentes a pH bajos son los mohos. Teniendo en cuenta lo anterior, significa que las carnes con valores de pH elevados están más expuestas a las acciones microbianas, sobre todo a la putrefacción. La mayoría de las bacterias crecen avalores de pH entre 5 y 8.