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Habitat terrestre: rocas y suelo- y los sedimentos 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.

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Page 1: Habitat terrestre: rocas y suelo- y los sedimentos Litosfera Rocas Rocas igneas: por solidificación del magma Rocas sedimentarias por deposición y consolidación

Habitat terrestre: rocas y suelo- y los sedimentos

Litosfera

RocasRocas igneas: por solidificación del magmaRocas sedimentarias por deposición y consolidación de los materiales desgastados de otras rocasRocas 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.

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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?

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Material originalClimaTopografiaActividad biológicaTiempo

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)

Algas, líquenes fotótrofos productores de materia orgánica soportan el crecimiento de bacterias y hongos quimioheterótrofos.

Quimioheterotrofos excretan ácidos orgánicos que contribuyen a la disolución de los minerales.

Desarrollo de pequeñas plantas

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Comunidad microbiana muy diversa+

Desarrollo de plantasNúmero y tipo de microorganismos

Fertilidad

Solubilización de los minerales que lixivian con el agua hacia la profundidad

Desarrollo de plantas superiores y establecimiento de animales

Profundización de las capas superiores, mezclado, aireación.

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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.

Edafogénesis

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Composición volumétrica

• Sólidos Inorgánicos• Sólidos Orgánicos• Agua• Gas• Microorganismos

Fracción sólida

38-45%

5-15%

15-35%

15-35%

0,05%

Arena, Limo, Arcilla, Humus

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Describe la superficie disponible como habitat para el desarrollo microbiano.

Componente Diámetro

(mm)

Nro de partícula / g

Área (cm2/ g)

Arena 2,00 – 0,05 90 11

Limo 0,05 - 0,002 5,78x106 454

Arcilla 0,002 9,03x1010 8.000.000

Los suelos contienen variadas proporciones de partículas de arcilla, silicatos y arena.

Textura del suelo

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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.

Triángulo de textura

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Interfaces sólido-líquido, sólido- gasInterfaces sólido-líquido, sólido- gas MICROAMBIENTESMICROAMBIENTES

Agregado de suelo: unidad estructural del suelo

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      2) las sustancias húmicas propiamente dichas.  

Porción de materia orgánica del suelo que ha estado sometida a una intensa transformación

Constituye la porción principal de la parte orgánica del suelo, 85-95 % de la reserva es humus. 

1) La materia orgánica denaturaleza individual

Restos orgánicos de animales y vegetales.

Productos de su descomposición olos productos de la actividad vitalde la población viva (proteínas yaminoácidos, hidratos de carbonosimples y compuestos, ácidosorgánicos de distinta naturaleza,ceras, resinas, ligninas y otros).

Constituyen aproximadamente el 10-15% de la reserva total de materia orgánica.

NATURALEZA DE LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO

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• Cosntituyente de las paredes celulares de las plantas, junto con la celulosa y hemicelulosa.

• De difícil biodegradación y reducida biodisponibilidad.

LIGNINA: Polímero complejo de unidades de fenil propano, con alto grado de entrecruzamientos.

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HUMUS Polímero de composición no especifica, estructura tridimensional Absorbe agua, iones y moléculas orgánicas de manera intercambiable Une covalentemente otras sustancias a través de sus grupos funcionales

Fase I: degradación microbiana de los polímeros orgánicos dando fenoles, quinonas, aminoácidos, azúcares.Fase II: polimerización de los monómeros por reacción química espontánea, autooxidación, oxidación, catalizados por enzimas microbianas.

Equilibrio dinámico entre la síntesis y la mineralización gradual.

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LA ATMÓSFERA DEL SUELORelativamente estable en su composición, y depende del tipo de textura y estructura.

* La proporción de CO2 y O2 del suelo

varia también según la época del año. En las estaciones húmedas, el contenido de O2 desciende y el contenido de CO2

aumenta ligeramente.

La densidad del suelo es una medida del empaquetamiento de las particulas del suelo. Indica el espacio que puede estar ocupado por aire.

Zonas óxicas y zonas anóxicas.

La concentración de CO2 en el suelo puede ser 2x que en el aire.

La concentración de CO2 y el O2 del suelo se ve afectada por la difusion de los gases y respiración microbiana: Suelos deficientes en O2 pueden contener CH4, SH2.

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• Los microorganismos constituyen el 80% de la biomasa

En 1 g de tierra agrícola

109 bacterias cultivables

107 hongos

106 algas

105 protozoos

• Las bacterias cultivables: 1-10% de las bacterias totales

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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) ... 106 – 109 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,

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Los parámetros abióticos pueden restringir la diversidad de poblaciones:

pH extremadamente alcalinos / ácidos. Suelos polares que permanecen la mayor parte del año congelados, Desiertos áridos y calurosos ...

Microorganismos Extremófilos.

Es difícil generalizar las propiedades de los microorganismos indígenas de la microbiota del suelo

debido a los diferentes habitats.

Los distintos habitats varían encontenido de materia orgánica,contenido de O2 ...

Y asi pueden favorecer el desarrollo de diferenes poblaciones indígenas.

Hipótesis de las islas de recursos ...

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Proporción relativa de los géneros bacterianos aeróbicos, facultativos y anaeróbicos comunmente encontrados en suelo

Género Abundancia (%)

Arthrobacter 5-60

Bacillus 7-67

Pseudomonas 3-15

Agrobacterium 1-20

Alcaligenes 1-20

Flavobacterium 1-20

Corynebacterium 2-12

Micrococcus 2-10

Staphylococcus < 5

Xanthomonas < 5

Mycobacterium < 5

Alexander 1977

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Grupo Actinomycetes10-30% 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

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Nocardia

Streptomyces

Streptomyces griseus sp. griseus.

Resistentes a la desecaciónDesarrollan bien en suelos alcalinos o neutros.

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Las especies fijadoras de N2 son factores limitantes en el suelo para la actividad microbiana y el desarrollo de las plantas superiores.

• Grupo cianobacterias, fotoautótrofos.

• Género Azotobacter, quimioheterótrofo fijador libre de N2

• Género Clostridium, anaeróbico, algunas especies son fijadoras de N2

• Género Rhizobium y Bradyrhizobium fijan N2 dentro de los nódulos de la raiz de ciertas plantas.

Gloeobacter sp. Autofluorescencia luego de iluminar con luz verde

Microscopia de contraste de fases

Formas filamentosas que forman heterocistes

Cianobacterias

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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

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Pueden desarrollar en formas libres o en mycorrizas.

Predominan en los primeros 10 cm del suelo y abundan en suelos bien aireados y de pH ácido.

La mayoría son oportunistas (zimógenos) Permanecen en dormancia activándose en presencia de condiciones favorables.

Degradadores de lignina

Los géneros mas frecuentemente aislados: Aspergillus, Geotrichum, Penicillum.

Las formas alóctonas pueden desarrollar a expensas de los nutrientes del suelo.

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.

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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 nutrientesii) 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

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Varios géneros de algas viven en el suelo.

Pueden desarrollar en la superficie y en los primeros mm de la superficie del suelo,

106 / g.

La mayoria son pequeñas y unicelulares.

Constituyen la microflora fotosintética dominante del suelo. Algunas pueden utillizar compuestos preformados C/E

Son importantes en la colonizacion inicial de las rocas, formacion y conservacion del suelo.

Pueden desplazarse hacia la subsuperficie del suelo transformándose en alóctonas y pueden ser consumidos por los indígenas.

Cyanophyceae, Chlorophyceae

ALGAS

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Protozoos de vida libre en suelo

son de pequeño tamaño y baja diversidad comparado con el ambiente acuático.

Predominan las formas flageladas, 104 – 105/g

Predominan cerca de la superficie, 15 cm.

Requieren relativamente alta concentracion de O2, son importantes predadores de bacterias y algas.

Importante lugar en la cadena trófica como predadores de algas unicelulares, bacteria y

hongos.

Constituyen el alimento de los microinvertebrados.

El rol ecológico es la transferencia de la producción de algas y bacterias hacia los sucesivos niveles tróficos.

Mastigophora, (flagellates),Ciliata.

Amoeba

PROTOZOOS