Biodiversidad microscópica: bacterias, hongos, microalgas

Mantener la biodiversidad de microorganismos, tanto en calidad como en cantidad, dentro de un ecosistema es crucial para su salud. De hecho, las comunidades microbianas desempeñan un papel crucial al controlar los ciclos biogeoquímicos, la calidad del suelo y, por tanto, la producción agroalimentaria, e incluso la salud humana. Los microorganismos, a pesar de su pequeñísimo tamaño, se caracterizan por una vasta diversidad genética y funcional en comparación con otros seres vivos. Muchos microorganismos, además, se han utilizado y estudiado desde siempre como auténticas fábricas para diversas aplicaciones biotecnológicas, desde el campo agroalimentario in primis, hasta el químico y biomédico. Dados los elevados servicios ecosistémicos que proporciona la biodiversidad microbiana, su pérdida supondría un importante debilitamiento de los ecosistemas y de su productividad. Por ello, es necesario preservar y proteger los recursos microbianos en sus ecosistemas naturales.

Los microorganismos son, en general, seres vivos de menos de 0,1 mm de tamaño, por lo tanto invisibles a simple vista. De hecho, su existencia se ha establecido científicamente con la aparición del microscopio. Incluso antes de que se documentaran, se sospechaba que una forma viva invisible para el ser humano era la causante de diversas enfermedades que afectan a personas, animales y plantas. Los microorganismos, en general, son unicelulares, formados, por tanto, por una célula única que es capaz de realizar todas las funciones vitales esenciales, sin necesidad de compartimentación ni de una estructura que sea un tejido u órgano. Otros microorganismos pueden estar formados por unas pocas células, pero carecen de toda organización compleja.

A menudo, erróneamente, sólo se hace referencia a los microorganismos como bacterias. Las bacterias son un grupo de microorganismos cuyo tamaño varía desde unos pocos micrómetros hasta incluso 2 cm de longitud, excepcionalmente. Son clasificables según diversos criterios, como según la forma, o según el metabolismo y la capacidad de utilizar o no el oxígeno atmosférico y según las condiciones óptimas de crecimiento, que pueden estar relacionadas con la temperatura, pero también con el pH o la concentración de sales. Además, pueden subdividirse en simbiontes o patógenos, según la relación que mantengan con el organismo huésped. En efecto, algunas bacterias viven a expensas de otros organismos y son responsables de daños más o menos graves. Otras bacterias, en cambio, pueden ser útiles para otro ser vivo, formando la microbiota intestinal o cutánea, tanto en animales como en humanos.

Las arqueas son un grupo particular de microorganismos, que se diferencia de las bacterias y de los organismos que han desarrollado una mayor complejidad, llamados eucariotas. Son organismos formados por una única célula, sin núcleo y muy similares a las bacterias, tanto que en su día se clasificaron bajo el mismo grupo. Ocupan todos los hábitats más comunes, como el intestino humano o el plancton, pero sobre todo los hábitats más extremos. Su capacidad para prosperar en condiciones inhóspitas se debe a una serie de características metabólicas, genéticas y estructurales. Las arqueas denominadas 'termófilas' pueden crecer a temperaturas superiores a 100 °C, las psicrófilas son capaces de ocupar ambientes con una temperatura muy baja, inferior a -10 °C, las acidófilas y las alcalófilas se denominan así porque crecen en ambientes extremadamente ácidos o básicos, respectivamente; por último, los alófilos prefieren ambientes de muy alta salinidad.

Las microalgas son un amplio grupo de microorganismos fotosintéticos que ocupan la mayoría de los ecosistemas terrestres, sobre todo acuáticos, pero también más extremos. El término microalga se utiliza habitualmente para referirse tanto a organismos más simples, como las cianobacterias, como a especies evolutivamente más complejas, como las microalgas verdes, rojas y diatómicas. Las cianobacterias, en concreto, son bacterias que evolucionaron para realizar la fotosíntesis, pudiendo captar otras longitudes de onda que las plantas, ya que poseen otros pigmentos fotosintéticos, como las ficobilinas. Entre ellas se encuentran la ficocianina (azul), la ficoeritrina (roja) y la aloficocianina. Estas bacterias fueron los primeros organismos en liberar oxígeno a la atmósfera como producto de desecho de su metabolismo fotosintético.

Los hongos son un grupo de organismos más complejo que comprende especies unicelulares y pluricelulares; algunos son microscópicos en un momento de la vida y macroscópicos en otros, como el porcino. La forma microscópica suele estar formada por la espora, en la que, generalmente, se basa su sistema reproductivo, mientras que la forma de vida macroscópica pluricelular es el cuerpo del hongo, una estructura organizada en estructuras filamentosas llamadas vida que forman una red entrelazada, el micelio. En el caso del porcino, es la parte de la que nos alimentamos. Algunos hongos son capaces de degradar moléculas complejas, como la lignina y la celulosa, por lo que toman el nombre de saprófitos. Otros reciben el nombre de parásitos, pero también hay hongos simbiontes, y es el caso de aquellas formas de parasitismo controlado en las que existe una ventaja mutua entre los dos organismos que interactúan.

Las levaduras son un grupo de hongos unicelulares, con forma elíptica o esférica. Su principal peculiaridad es su metabolismo, que puede explotar la respiración aeróbica, y consumir así oxígeno, o realizar fermentación. Las levaduras fermentadoras producen energía convirtiendo los azúcares en dióxido de carbono y etanol en ausencia de oxígeno. Este metabolismo se ha explotado desde la época de los egipcios para la producción de cerveza y vino, bebidas ricas en etanol, y luego en el leudado del pan, en el que el dióxido de carbono liberado hincha la masa.

Los virus no se consideran en realidad organismos vivos, ya que carecen de los requisitos mínimos de una célula. De hecho, son estructuras compuestas por una envoltura proteica protectora que contiene un ácido nucleico, que puede ser ADN o ARN, pero no están dotados de vida autónoma. Para replicarse, necesitan invadir un organismo huésped y explotar su maquinaria biosintética. Los virus son extremadamente pequeños, tanto que no son visibles al microscopio óptico, con un tamaño de entre 20 y 400 nm.

El hombre, a lo largo de la historia, ha conseguido aprovechar esta gran porción de biodiversidad, la microscópica, para obtener una serie de productos útiles, especialmente en el ámbito alimentario. Muchos microorganismos, de hecho, se utilizan actualmente en la industria láctea, panificadora, de fermentación, pero también para la producción de combustibles y en la guerra como armas biológicas. Sin embargo, cabe mencionar que algunos de estos microorganismos sonuna fuente de compuestos bioactivos, como antioxidantes y vitaminas, que encuentran aplicaciones en los sectores cosmético y nutracéutico.

Mantener la biodiversidad de microorganismos, tanto en calidad como en cantidad, dentro de un ecosistema es fundamental para su salud. De hecho, las comunidades microbianas desempeñan un papel crucial en el control de los ciclos biogeoquímicos, la calidad del suelo y, por ende, la producción agroalimentaria, e incluso la salud humana. Los microorganismos, a pesar de su pequeñísimo tamaño, se caracterizan por una enorme diversidad genética y funcional en comparación con otros seres vivos. Muchos microorganismos, además, se han utilizado y estudiado desde siempre como auténticas fábricas para diversas aplicaciones biotecnológicas, desde el ámbito agroalimentario in primis, al químico y biomédico. Dados los elevados servicios ecosistémicos que presta la biodiversidad microbiana, su pérdida supondría un importante debilitamiento de los ecosistemas y de su productividad. Por ello, es necesario preservar y proteger los recursos microbianos en sus ecosistemas naturales.

Los microorganismos son, en general, seres vivos de tamaño inferior a 0,1 mm y, por tanto, invisibles a simple vista. De hecho, su existencia se estableció científicamente con la llegada del microscopio. Incluso antes de que se documentaran, se sospechaba que una forma viva invisible para el ser humano era la causante de diversas enfermedades que afectan a personas, animales y plantas. Los microorganismos suelen ser unicelulares, es decir, formados por una sola célula capaz de realizar todas las funciones vitales esenciales, sin necesidad de compartimentación ni de una estructura como un tejido u órgano. Otros microorganismos pueden estar formados por unas pocas células, pero carecen de organización compleja.

A lo largo de la historia, el hombre ha sabido aprovechar esta gran porción de biodiversidad, la microscópica, para obtener una serie de productos útiles, sobre todo en la industria alimentaria. Muchos microorganismos, de hecho, se utilizan actualmente en las industrias láctea, panificadora y de fermentación, pero también para la producción de combustibles y en la guerra como armas biológicas. Sin embargo, cabe mencionar que algunos de estos microorganismos son fuentes de compuestos bioactivos, como antioxidantes y vitaminas, que tienen aplicaciones en los sectores cosmético y nutracéutico.