Toxicologia

DESCOMPOSICIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA

5.1. INTRODUCCIÓN

La materia orgánica sujeta a la degradación microbiana proviene de diferentes fuentes, siendo los remanentes vegetales, los restos de animales y las excreciones de éstos las principales. Además, las células microbianas muertas sirven como fuente de carbono para las generaciones posteriores de la comunidad microbiana. La química de la materia orgánica es claramente compleja y las investigaciones de las transformaciones y de los organismos responsables de las mismas son extremadamente interesantes pero no exentas de problemas que provienen fundamentalmente de la heterogeneidad de los sustratos naturales.

La diversidad de los materiales vegetales representa para los microorganismos una variedad de sustancias que son física y químicamente heterogéneas. Los constituyentes químicos de los vegetales son, generalmente, divididos en siete amplias categorías:

a) celulosa, el constituyente químico más abundante, que varía en concentración entre el 15 y el 60% del peso seco;

b) hemicelulosa, que generalmente alcanza del 10 al 30% del peso;

c) lignina, comúnmente es del 5 al 30% de la planta;

d) fracción soluble en agua, en la que se incluye azúcares simples, aminoácidos y ácidos alifáticos, que constituyen del 5 al 30% del peso de la planta;

e) constituyentes solubles en éter y alcohol, que contiene grasas, aceite, ceras, resinas y una serie de pigmentos;

f) proteínas que tienen en su estructura parte del nitrógeno y del azufre vegetales; y

g) fracción mineral (cenizas): Los constituyentes minerales varían desde el 1 al 13% del peso total.

A medida que la planta envejece, el contenido de los constituyentes solubles en agua, proteínas y minerales decrece y la abundancia de celulosa, hemicelulosa y lignina aumenta. Estas sustancias constituyen un surtido altamente diverso de sustratos utilizables por la comunidad detritívora en la descomposición y mineralización del carbono.

5.2. ASIMILACIÓN DEL CARBONO

La descomposición de la materia orgánica es útil para los microorganismos por dos razones: como suministro de energía para el crecimiento de los mismos, y como fuente de carbono para la formación del nuevo material celular. El dióxido de carbono, metano, ácidos orgánicos, y alcoholes son productos de desecho liberados en la adquisición de energía. El rasgo esencial para los propios microorganismos es la captura de energía y carbono para la síntesis celular.

Las células de la mayoría de los microorganismos contienen, aproximadamente, el 50% de su peso seco como carbono. La fuente de este carbono es el substrato que está siendo utilizado. En Microbiología el proceso mediante el cual se convierte el substrato orgánico en carbono protoplasmático se conoce como asimilación. En general, se acepta que, en condiciones aeróbicas, del 20 al 40% del carbono presente en el substrato es asimilado; el resto es liberado como CO2 o se acumula como productos de desecho. Algunos autores elevan esta eficiencia al 50-60%.

El alcance de la asimilación puede estimarse groseramente añadiendo cantidades conocidas de diversos compuestos orgánicos simples marcados radiactivamente (14C) a la muestra estudiada y determinar el porcentaje del carbono añadido que es retenido por la muestra. Con materiales orgánicos complejos y remanentes vegetales, la asimilación del carbono no es fácilmente medible a causa de las dificultades en determinar si el carbono dejado representa células microbianas o si es una porción de la materia orgánica añadida que no ha sido degradada.

De los primeros estudios realizados en los ecosistemas terrestres se dedujo que los hongos eran más eficientes que las bacterias

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