TEMA XIV INTERACCIONES ENTRE POBLACIONES MICROBIANAS Y ANIMALES

INTERACCIONES ENTRE POBLACIONES

MICROBIANAS Y ANIMALES

- Captura de agregados microbianos - Filtración de alimentos

• CULTIVO/CRECIMIENTO DE MICROORGANISMOS POR/EN ANIMALES PARA ALIMENTO Y NUTRICIÓN:

- Hormigas (Atta sp.)

- Escarabajo de la ambrosía - Termitas

- Cultivo directo externo de biomasa microbiana:

- Mutualismo relacionadas con la nutrición: - Ectosimbiosis de protozoos-insectos

- Endosimbiosis de hongos y bacterias con insectos

- Endosimbiosis de microorganismos fotosintéticos con invertebrados acuáticos

- Asociaciones de invertebrados de fumarolas submarinas con quimiolitotrofos - Ectosimbiosis de peces con bacterias

- Ectosimbiosis de aves con bacterias y hongos

- Simbiosis de rumiantes con protozoos, bacterias y hongos

- Simbiosis en los tractos intestinales de animales de sangre caliente

Se consumen masas coherentes de millones de microorganismos

- Raspado e ingestión de costras microbianas sobre superficies sumergidas: Gasterópodos (caracoles), Equinodermos (erizos de mar), Patélidos (lapas). - Consumo de pellets fecales propios o ajenos. Se consume biomasa microbiana y se obtienen vitaminas, etc....: microartrópodos y roedores del suelo,

invertebrados acuáticos.

- Pastoreo de biomasa microbiana crecida sobre secreciones mucosas del animal: meiofauna marina - Consumo de biomasa microbiana creciendo sobre detritus o partículas de suelo: invertebrados marinos y de agua dulce; lombriz de tierra

Consumo de presas microbianas planctónicas - Invertebrados bentónicos sésiles.

Mantienen un flujo de agua (cilios, patas, antenas, cola, agallas) y filtran el agua (agallas, tentáculos, redes mucosas): Porifera (esponjas), crustáceos sésiles (percebes), gusanos poliquetos tubícolas, Lamelibranquios (bivalbos), Braquiopoda, Tunicados, Briozoos.

- Microcrustáceos planctónicos: Cladócera (aguas dulces), Copépoda (aguas dulces y marinas),

Euphausia (krill marino)

- Formas larvales de invertebrados y otros organismos como rotíferos

ATTA

Hormiguero e hifas de hongo

BROMATIA

CULTIVO DIRECTO EXTERNO DE BIOMASA MICROBIANA TERMITAS TERMITOMYCES Túneles AMBROSIA LARVAS Y HONGOS

ECTOSIMBIOSIS DE PROTOZOOS CON INSECTOS XILÓFAGOS

- Los xilófagos tienen en su intestino grandes cantidades de protozoos flagelados con bacterias en su interior

- Los protozoos y sus bacterias son responsables de la degradación de la celulosa produciendo acetato (que es absorbida por el animal), CO₂ y H₂ - También existen arqueas metanogénicas en el aparato digestivo que transforman el CO₂ y H₂ en CH₄ que es expelido al exterior

- Además están presentes bacterias fijadoras de N₂ atmosférico

(Enterobacter agglomerans) importantes para completar la dieta basada en derivados del material vegetal

ENDOSIMBIOSIS DE HONGOS Y BACTERIAS CON INSECTOS

- Los insectos con dietas restringidas, por ejemplo los chupadores de sangre necesitan relacionarse simbióticamente con microbios que suplen sus deficiencias dietéticas mediante factores de crecimiento.

-Los microorganismos se encuentran localizados dentro de células que forman órganos especiales llamados MICETOMAS.

- La supresión de la población bacteriana en los piojos causa fallos en la reproducción del

ENDOSIMBIOSIS DE HONGOS Y BACTERIAS CON INSECTOS

-Los áfidos muestran una relación mutualista con Buchnera desde hace entre 150 y 250 Ma.

-Hay transmisión vertical de los simbiontes y una coevolución de ambos componentes de la asociación

ENDOSIMBIOSIS DE MICROORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS CON INVERTEBRADOS ACUÁTICOS

MOLUSCOS (Bivalvos,

ENDOSIMBIOSIS DE MICROORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS CON INVERTEBRADOS ACUÁTICOS

PORÍFEROS

ENDOSIMBIOSIS DE MICROORGANISMOS FOTOSINTÉTICOS CON INVERTEBRADOS ACUÁTICOS

Zooxantelas en los tentáculos

Dinoflagelados

CORALES

ECTOSIMBIOSIS DE BACTERIAS CON PECES

- Contienen en su aparato digestivo poblaciones microbianas que participan en la digestión.

-Algunos albergan poblaciones de microorganismos productores de celulasas.

Pez gato

ECTOSIMBIOSIS DE MICROORGANISMOS CON AVES HERBÍVORAS

- Estas aves mantienen internamente poblaciones celulolíticas de bacterias y hongos.

-Las aves de la cera albergan a Micrococcus cerolyticus y a Candida

albicans que pueden metabolizar la cera si reciben el suministro de ciertos factores de crecimiento producidos por el pájaro. Las aves asimilan

los nutrientes fruto de la degradación de la cera.

Prodotiscus

METANÓGENAS

PROTOZOOS

HONGOS

BACTERIAS

FERMENTACIÓN BACTERIANA

Celulosa, Hemicelulosa, Lignina, etc.

CO

, H

, CH

,

Ac. Orgánicos

de bajo PM

Torrente sanguíneo

Oxidación

de

los Ácidos

Orgánicos

SIMBIOSIS DE LOS TRACTOS INTESTINALES DE OTROS ANIMALES DE SANGRE CALIENTE

- La mayoría de los homeotermos contienen comunidades microbianas complejas en su tracto intestinal.

- En el intestino humano los géneros de anaerobios estrictos más abundantes son:Bacteroides, Fusobacterium, Bifidobacterium y Eubacterium.

- La principal contribución microbiana al animal es la producción de factores de crecimiento como algunas vitaminas esenciales y constituyen una importante barrera al ataque de patógenos intestinales. También ayudan al desarrollo del sistema inmunológico y estimulan la red de capilares del sistema intestinal

Bacteroides

ANIMALES LIBRES DE GÉRMENES

• Tejido linfoide insuficientemente desarrollado

• Pared intestinal mas delgada • Ciego aumentado de tamaño • Baja cantidad de anticuerpos • Necesitan grandes cantidades de vitamina K y del complejo B • Mas susceptibles frente a patógenos

• Los patógenos se establecen mas rápidamente

• El número mínimo de agentes infecciosos es mucho menor

LUMINISCENTES

Anomalops

Quorum sensing

Acumulación de moléculas con función señalizadora que al alcanzar una

concentración crítica en el medio activa los mecanismos genéticos necesarios para realizar una acción conjunta (es como si las bacterias detectaran el número de bacterias existentes alrededor y cuando se ha alcanzado una densidad crítica).

Una comunicación QS activa genes involucrados en tres tipos de procesos: 1. Procesos en masa en los que la acción de pocas bacterias sería inútil

(luminiscencia, virulencia)

2. Preparación para la competencia (antibióticos)

3. Procesos de desarrollo estructural (formación de biopelículas)

A

B

TRAMPAS PARA NEMATODOS

Wolbachia Nasonia longicornis Nasonia giraulti Cochinilla (Crustaceos) Insectos Acraea encedon

INTERACIÓN ENTRE MICROORGANISMOS Y ANIMALES

- Todos los metazoos interaccionan con microorganismos, muchas

de estas interacciones son positivas.

- Posiblemente, a lo largo de la evolución, los eucariotas, base

de los metazoos, que evolucionaron a partir de los procariotas,

se apoyaron de una u otra forma en estos últimos para poder

desarrollar, colonizar y optimizar la utilización de los distintos

recursos disponibles.

- La interacciones positivas (+), dominan sobre las negativas (-),

si bien estas últimas pueden ser un mecanismo fundamental de

control para asegurar el equilibrio de la comunidad y el reciclado

de nutrientes. El mutualismo y el parasitismos pueden ser

mecanismos de evolución.