Habitat terrestre: rocas y suelo- y los sedimentos

Presentación del tema: "Habitat terrestre: rocas y suelo- y los sedimentos"— Transcripción de la presentación:

1 Habitat terrestre: rocas y suelo- y los sedimentos
Litosfera Habitat terrestre: rocas y suelo- y los sedimentos 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.

2 ¿QUÉ ES EL SUELO? 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.

3 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) Material original Clima Topografia Actividad biológica Tiempo 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

4 Comunidad microbiana muy diversa
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. Comunidad microbiana muy diversa + Desarrollo de plantas Número y tipo de microorganismos Fertilidad

5 Edafogénesis: El proceso de formación del suelo
Comienza con la formación de un regolito, sobre el que se implanta la vegetación y se produce la vida y muerte de animales y plantas. La acumulación de esta materia orgánica, y los procesos de lavado superficial producen la diferenciación de un suelo AC. Procesos de transporte y meteorización avanzada que dan origen al horizonte de acumulación (B), formándose el característico suelo completo ABC. 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.

6 Edafogénesis 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.

7 Composición volumétrica
Sólidos Inorgánicos Sólidos Orgánicos Agua Gas Microorganismos Fracción sólida 38-45% 5-15% 15-35% 0,05% Arena, Limo, Arcilla, Humus

8 Los suelos contienen variadas proporciones de partículas de arcilla, silicatos y arena.
Textura del suelo 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

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. Triángulo de textura

10 Interfaces sólido-líquido, sólido- gas MICROAMBIENTES
Agregado de suelo: unidad estructural del suelo Interfaces sólido-líquido, sólido- gas MICROAMBIENTES

11 NATURALEZA DE LA MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO
naturaleza individual Restos orgánicos de animales y vegetales. Productos de su descomposición o los productos de la actividad vital de la población viva (proteínas y aminoácidos, hidratos de carbono simples y compuestos, ácidos orgánicos de distinta naturaleza, ceras, resinas, ligninas y otros). Constituyen aproximadamente el 10-15% de la reserva total de materia orgánica.        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, % de la reserva es humus. 

12 LIGNINA: Polímero complejo de unidades de fenil propano, con alto grado de entrecruzamientos.
Cosntituyente de las paredes celulares de las plantas, junto con la celulosa y hemicelulosa. De difícil biodegradación y reducida biodisponibilidad.

13 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.

14 Análisis de suelo:

15 LA ATMÓSFERA DEL SUELO Relativamente estable en su composición, y depende del tipo de textura y estructura. 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. * 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.

16 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

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) – 109 bacterias/g de suelo. Sergei Winogradsky, 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).

18 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 en contenido de materia orgánica, contenido de O2 ... Y asi pueden favorecer el desarrollo de diferenes poblaciones indígenas. 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. Hipótesis de las islas de recursos ...

19 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 Flavobacterium Corynebacterium 2-12 Micrococcus 2-10 Staphylococcus < 5 Xanthomonas Mycobacterium Alexander 1977

20 10-30% de las bacterias del suelo
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 Nocardia Streptomyces Resistentes a la desecación
Desarrollan bien en suelos alcalinos o neutros. Streptomyces griseus sp. griseus.

22 Grupo cianobacterias, fotoautótrofos.
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. Microscopia de contraste de fases Gloeobacter sp. Autofluorescencia luego de iluminar con luz verde Cianobacterias Formas filamentosas que forman heterocistes

23 Los Alóctonos pueden llegar al suelo por diferentes vias:
Aire - Hidrosfera - Asociados a plantas o a animales 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.

24 Gran diversidad de géneros
Los hongos constituyen una alta proporción de la biomasa microbiana. Gran diversidad de géneros 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. Géneros predominantes de levaduras indígenas del suelo: Candida, Rhodotorula Cryptococcus. Las formas alóctonas llegan con vegetales enfermos.

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 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 Collimonas fungivorans         

26 ALGAS 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. ALGAS Cyanophyceae, Chlorophyceae

27 PROTOZOOS 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. Amoeba Mastigophora, (flagellates),Ciliata.