55.- Los microbios y el medio ambiente

Los microorganismos y la agricultura

Muchos aspectos importantes de nuestro sistema de agricultura intensiva dependen por completo de las actividades microbianas en (Figura 1.7). Por ejemplo, muchas cosechas se deben al cultivo de plantas llamadas leguminosas, que viven en estrecha asociación con bacterias específicas que forman estructuras en sus raíces llamadas nódulos. En estos nódulos radiculares las bacterias convierten el nitrógeno atmosférico (N2) en nitrógeno fijado (NH3) que las plantas utilizan para crecer.

Gracias a las actividades de estas bacterias fijadoras de nitrógeno las plantas reducen la necesidad de costosos fertilizantes nitrogenados que pueden ser además agentes contaminantes.

También tienen gran importancia agrícola los microorganismos que ayudan al proceso digestivo en los animales rumiantes, como las vacas y las ovejas. Estos animales domésticos tienen un órgano digestivo especial denominado el rumen, donde una densa población de microorganismos realiza la digestión de la celulosa, que es el componente mayoritario de las paredes celulares vegetales. Sin estos microorganismos, las vacas y las ovejas no podrían digerir este nutriente ni alimentarse por tanto de materiales tan pobres como la hierba y el heno.

Los microorganismos también desempeñan papeles importantes en el reciclado de elementos que son esenciales en la nutrición vegetal, en particular del carbono, nitrógeno y azufre. En el suelo y en el agua, las actividades microbianas convierten estos elementos a formas que son fácilmente asimilables por las plantas. Sin embargo, además de beneficiosos, los microorganismos también pueden acarrear perjuicios a la industria agrícola, pues las enfermedades de plantas y animales causan pérdidas económicas notables. Por ejemplo, enfermedades como el síndrome de las vacas locas pueden tener efectos dramáticos sobre la comercialización de la carne, así como las enfermedades sobre las cosechas puede reducir la cantidad de granos y otros productos valiosos de origen vegetal.

Los microorganismos y los alimentos

Una vez obtenidas para el consumo las cosechas, los productos agrícolas o los animales, éstos deben llegar de forma adecuada a los consumidores. De ahí que los microorganismos tengan funciones relevantes en la industria alimentaria (Figura 1.7), pues el deterioro de los alimentos ocasiona enormes pérdidas anuales. Las industrias de enlatado, de alimentos congelados o de alimentos desecados se han desarrollado para la conservación de alimentos que de otro modo sufrirían deterioro por microorganismos. Las enfermedades transmitidas por alimentos también son dignas de consideración. Como el alimento adecuado para el consumo humano puede servir también para sustentar el crecimiento de muchos microorganismos, incluso patógenos, los alimentos deben prepararse adecuadamente y estar bajo control sanitario para evitar la transmisión de microorganismos causantes de enfermedades.

Sin embargo, no todos los microorganismos presentes en los alimentos tienen efectos indeseables sobre los productos alimenticios o sobre los consumidores. Por ejemplo, muchos productos lácteos dependen de transformaciones microbianas, como las fermentaciones que originan quesos, el yogurt o la mantequilla. De modo similar, la col ácida, los pepinillos y algunas variedades de salchichas deben también sus propiedades a fermentaciones microbianas. Además, los alimentos de panadería y las bebidas alcohólicas se originan por las actividades fermentativas de las levaduras, que forman como ingredientes importantes dióxido de carbono (CO2) para levantar la masa y alcohol, respectivamente.

Microorganismos, energía y medio ambiente

Los microorganismos son importantes en la producción de energía (Figura 1.7). El gas natural (metano) es un resultado  de la actividad microbiana, pues se origina en el metabolismo de las bacterias metanogénicas. Los microorganismos fotótrofos pueden utilizar la energía de la luz para la producción de biomasa, que es energía acumulada en forma de organismos vivos. La biomasa microbiana y los materiales de desecho, como la basura doméstica, los excedentes de cosechas y los residuos animales, se pueden convertir en biocombustibles, como el metano y el etanol, por las actividades degradativas de los microorganismos. En algunos países, como Brasil, el etanol que se produce durante la fermentación microbiana de la glucosa de la caña de azúcar o del almidón del maíz constituye el principal combustible, y este producto es un componente cada vez más importante entre los combustibles de los Estados Unidos.

Los microoganismos también se pueden usar para eliminar la contaminación creada por las actividades humanas mediante la biorremediación microbiana (Figura 1.7). Los microorganismos se emplean en la eliminación de vertidos de petróleo, disolventes, pesticidas y otros productos tóxicos que contaminan el medio ambiente. Si cesara la producción de contaminantes, las áreas contaminadas podrían limpiarse a lo largo del tiempo sin la intervención humana, gracias a las actividades de microorganismos que existen en la naturaleza. La biorremediación lo que hace es acelerar este proceso de limpieza natural mediante la introducción de microorganismos que consumen los agentes contaminantes o mediante la adición de nutrientes que ayudan a estos microorganismos degradativos. En la enorme diversidad de microorganismos presentes en la Tierra existen recursos genéticos muy amplios. Los investigadores están actualmente estudiando estos genes para desarrollar nuevas soluciones a los desafíos que plantean los problemas de la contaminación.