VII. ACCI�N DESINTEGRADORA DE LAS BACTERIAS MARINAS

HACE tiempo que se sabe que el agua del mar contiene una importante poblaci�n microbiana formada por bacterias y protozoarios; el alem�n B. Fischer hacia 1890 fue el primero en estudiar formalmente a las bacterias y a los otros microorganismos que viven en el mar, estudios que han sido muy aceptados por los cient�ficos.

En Francia, las investigaciones de microbiolog�a humana fueron emprendidas por P. Casedebat, en1894, a lo largo del puerto de Or�n, en Argelia y, hacia 1905, por J. Portier en el transcurso de las campa�as oceanogr�ficas del pr�ncipe de M�naco.

Desde fines del siglo XIX se han multiplicado los estudios en el campo de la microbiolog�a, gracias al avance de las t�cnicas de cultivo de estos diminutos seres vivos y al adelanto en los microscopios, que son los aparatos que hacen posible su observaci�n.

Actualmente, en el campo de la microbiolog�a se cuenta con una serie de investigadores rusos, alemanes y americanos, entre los que destaca S. A. Waksman, conocido del gran p�blico por haber descubierto el antibi�tico llamado estreptomicina, y C. E. Zobell, que ha realizado estudios para demostrar el papel esencial de las bacterias en el ciclo de la materia viviente en el agua del mar.

En el ciclo de la materia, las sustancias minerales existentes en los oc�anos, son requeridas por los vegetales aut�trofos que las transforman en sustancias org�nicas, que, son a su vez, aprovechadas por el reino animal, de nutrici�n o alimentaci�n heter�trofa.

Como consecuencia del metabolismo animal, parte de esas sustancias org�nicas son eliminadas en la forma de excretas formadas por otros compuestos minerales o inorg�nicos que no ser�an utilizables por los vegetales en un nuevo proceso de s�ntesis, si no fuese por la acci�n de determinadas bacterias que los transforman en aquellas sales que directamente pueden utilizar los vegetales aut�trofos.

Adem�s de los productos de excreci�n de los seres vivos, se depositan en el fondo del mar sus restos cuando mueren, y �stos no ser�an aprovechables de nuevo si las bacterias no los desintegraran, liberando los componentes minerales que los forman y reconstruyendo, con base en ellos, las sales nutritivas necesarias para la s�ntesis vegetal. Es tan importante la acci�n de estas bacterias que ser�a imposible, sin su intervenci�n, el aprovechamiento del nitr�geno disuelto en el agua del mar para que los vegetales verdes puedan formar prote�nas.

Sin embargo, se tiene que considerar que los estudios de microbiolog�a marina no han alcanzado el desenvolvimiento que ha logrado la microbiolog�a de organismos pat�genos y de los microbios del suelo. Esto se debe a dos causas esenciales: la primera, que los microbios pat�genos y los microbios del suelo tienen un inter�s humano y econ�mico inmediato, como es evitar enfermedades infecciosas o curarlas, favorecer la fertilidad del suelo y acrecentar la producci�n vegetal.

La segunda raz�n es que las t�cnicas de estudios de microbios marinos son complicadas y delicadas, debido a que existen grandes dificultades en cuanto a la seguridad de que las muestras tomadas de varias profundidades y regiones en el mar no se contaminen; adem�s es necesario llevar a cabo los m�todos de cultivo en los barcos inmediatamente para una buena interpretaci�n despu�s de que las muestras sean obtenidas.

En el oc�ano abierto se presentan problemas especiales para que los organismos diminutos que miden mil�simas de mil�metro, como las bacterias, se puedan desarrollar, ya que tienen que asimilar mol�culas org�nicas disueltas, a trav�s de la membrana que recubre su c�lula. Para poder obtener estas mol�culas, producen una sustancia llamada exoenzima con la que rompen las grandes mol�culas y agregados de restos org�nicos y, as�, las transforman en otras m�s simples que pueden atravesar su membrana. Como esta materia org�nica depositada en el mar est� demasiado dispersa, se hace tambi�n complicada la alimentaci�n de la poblaci�n bacteriana presente en el agua del mar.

Sin embargo, la obtenci�n de estas mol�culas se facilita debido a que los cuerpos de todos los organismos marinos vivos y muertos, sus conchas, caparazones, mudas, heces, etc�tera tienen superficies sumergidas en el mar, las cuales tienden a atraer y retener una pel�cula donde se depositan mol�culas org�nicas, constituyendo lugares de concentraci�n de alimentos utilizables por las bacterias. Por lo tanto, estos microorganismos deben ser capaces de encontrar y fijarse a las superficies donde exista materia org�nica que represente su alimento.

Cuando las bacterias lo logran, pueden crecer y multiplicarse. Una ventaja adicional de la adhesi�n a las superficies de estos cuerpos sumergidos, es el hecho de que varias clases de bacterias pueden crecer juntas produciendo una mayor variedad de enzimas digestivas, de tal manera que aumenta tambi�n la diversidad de materiales org�nicos que pueden aprovechar, por lo que el proceso de alimentaci�n sucede m�s aprisa y con mejores resultados para la vida bacteriana del oc�ano.

Cuando en las aguas del mar abundan los restos de organismos, la posibilidad de que las bacterias cuenten con el sustrato adecuado aumenta, lo que consecuentemente trae la presencia de cantidades significativas de ellas en un periodo muy corto de tiempo. Es de gran inter�s el fen�meno que experimenta cualquier muestra de agua guardada durante algunos d�as en una botella o frasco, donde se presenta un r�pido y repentino aumento de bacterias, llegando, a veces, hasta centenares y millones de organismos por cent�metro c�bico.

Este aumento es el resultado de que las bacterias, al tener la sustancia org�nica concentrada en el frasco, la aprovechan en su metabolismo e incrementan su reproducci�n. Existen especies de bacterias que tienen tal velocidad de reproducci�n que cada 20 minutos se dividen, por lo que de una bacteria en 24 horas se pueden obtener miles de millones, siempre y cuando tengan la sustancia org�nica suficiente que desintegrar para que les sirva de alimento.

Las profundidades del oc�ano son ricas en humus acu�tico, o sea, en sustancia org�nica en descomposici�n; esto permite la existencia, en esa zona del mar, de gran cantidad de bacterias s�siles que pueden aprovechar las part�culas org�nicas suspendidas en los sedimentos, estableci�ndose una microzona donde ocurre la acumulaci�n y la transformaci�n del humus acu�tico.

Esto explica que el fondo del mar sea el lugar donde existe el mayor n�mero de poblaciones bacteriales. Tambi�n se tiene que considerar que todas las que viven en el oc�ano no deben utilizar materia org�nica, por lo que su n�mero estar� en relaci�n directa con la cantidad de esta materia presente en el agua.

Como la producci�n de los compuestos org�nicos en el oc�ano ocurre en las zonas iluminadas, o zona euf�tica, a trav�s de las actividades de los organismos fitoplanct�nicos, la distribuci�n de las bacterias en el mar tiende a ser paralela a la del plancton, con los n�meros m�ximos de bacterias algo mayores que los m�ximos organismos del plancton.

Se ha comprobado que la distribuci�n de las bacterias en el medio marino es muy amplia, siendo extraordinariamente abundantes en la regi�n litoral, en correspondencia a la gran cantidad de vida animal y vegetal que en ella existe. En cuanto a su distribuci�n vertical, se les encuentra desde la misma superficie del mar hasta las grandes profundidades, localiz�ndose m�s abundancia a los 5 000 metros, donde est�n preferentemente en el fondo, mezcladas con los detritos, aunque pueden encontrarse hasta los 11 000 metros. Sus cantidades llegan a ser fabulosas, y se han contado hasta 420 millones de bacterias por gramo de fango marino.

La funci�n de las bacterias marinas no se limita a la desintegraci�n de materia org�nica para formar nutrientes; aparte, ellas mismas pueden producir materia org�nica a trav�s de procesos de quimios�ntesis y constituir el alimento de multitud de seres planct�nicos, ya que son capaces de asimilar materia org�nica disuelta en el agua del mar, con lo que cumplen una misi�n important�sima al ser el principio de las cadenas de alimentaci�n.

Las bacterias marinas tienden a presentar caracter�sticas en su metabolismo diferentes de las bacterias terrestres y de agua dulce, por lo que muchas de ellas requieren agua del mar o un medio que la contenga para poder cultivarse y tener un buen crecimiento, mientras que la gran mayor�a de las bacterias terrestres o dulceacu�colas no requieren de sus propios medios y pueden ser cultivadas en ausencia de ellos.

No s�lo el contenido de sales caracter�sticas del agua del mar es importante, tambi�n lo son peque�as cantidades de otros elementos marinos de origen biol�gico, ya que como regla general, en el agua marina preparada artificialmente en el laboratorio a partir de agentes qu�micos purificados y agua destilada, aunque adecuadamente nutritiva y con propiedades fisicoqu�micas similares, no se pueden cultivar bacterias marinas con el mismo �xito que cuando se hace en aut�ntica agua del mar.

Tambi�n se ha observado que la proporci�n de bacterias que utilizan carbohidratos en los oc�anos es mucho menor que en la tierra, debido a que las c�lulas de los organismos del fitoplancton acumulan muy pocas reservas de carbohidratos, como el almid�n, producen menos celulosa que las plantas terrestres y todos los carbohidratos formados se utilizan durante el metabolismo de las c�lulas de los vegetales del plancton.

En el mar, uno de los residuos org�nicos formados en abundancia es la quitina, sustancia que forma la cut�cula endurecida del exoesqueleto de los artr�podos y de algunos animales muy abundantes en el oc�ano. Esta sustancia difiere de la celulosa por ser un compuesto nitrogenado m�s que un carbohidrato, pero su formaci�n y tendencia a acumularse en los mares puede ser comparada con la de la celulosa en la tierra. En ambos casos se halla un resto org�nico abundante que resiste ataques de la mayor�a de las especies de bacterias; sin embargo, algunas s� lo descomponen. Las bacterias del mar que atacan la quitina desempe�an un papel algo similar al de las bacterias que atacan a la celulosa en la tierra.

En general, las poblaciones de bacterias marinas no sobreviven a los fuertes cambios ambientales, como el calor, o a cambios en sus condiciones f�sico-qu�micas, como ocurre con las poblaciones de bacterias terrestres; sus condiciones var�an normalmente dentro de l�mites m�s estrechos y los estados de resistencia, en su ciclo vital, por lo general no se presentan.

Las bacterias marinas se desarrollan normalmente en los ambientes fr�os o bajo condiciones de temperatura m�s o menos baja; en cambio, las terrestres generalmente lo hacen en temperaturas altas y pueden incrementar su crecimiento al aumentar la temperatura. Esto hace que la conservaci�n de productos marinos, como peces o camarones, por refrigeraci�n, sea menos efectiva que la de los productos alimenticios de origen terrestre, puesto que muchas de las bacterias que viven en los seres marinos crecen a las temperaturas comunes de refrigeraci�n.

Los medios de cultivo ordinarios para bacterias basados en la peptona no han reportado resultados positivos en el caso de las bacterias marinas, por lo que las t�cnicas de observaci�n directa al microscopio y el estudio del crecimiento bacterial en superficies suspendidas a varias profundidades en el mar aportan los mejores resultados, revelando la existencia de un n�mero de tipos espec�ficos de bacterias de morfolog�a poco com�n, muchas de las cuales no crecen en medios de laboratorio.

Los investigadores consideran que las listas de especies de bacterias marinas aisladas hasta la actualidad, no reflejan la plena diversidad de formas presentes en el mar. Solamente con el desarrollo de m�todos de laboratorio y el uso de medios de cultivo enriquecidos, cuidadosamente elegidos, se podr� proporcionar un cuadro detallado de diversidad de las poblaciones de las bacterias en los oc�anos.

El problema de la identificaci�n o taxonom�a de las bacterias marinas presenta grandes dificultades, por la imposibilidad de conocer la totalidad de las caracter�sticas de las potencialidades biol�gicas de �stas y de la variaci�n que puede presentar su poblaci�n.

En el caso de las bacterias encontradas en el mar, existe el problema de saber si est�n o no relacionadas con las especies terrestres; de �stas �ltimas se ha observado que no todas las que llegan diariamente al mar sobreviven, por lo que no se conoce actualmente si las que se consideran solamente marinas aparecen o no en las condiciones terrestres. El describir todas las bacterias que se hallan viviendo en el oc�ano como especies nuevas simplemente por su presencia, no es una soluci�n al problema.

Figura 17. Estructura de una bacteria.

 

Tambi�n se ha observado recientemente que el fitoplancton que vive en algunas regiones, como las del Ant�rtico y el �rtico, ejerce un efecto antibacteriano en los animales; por ejemplo, organismos del grupo de los euf�usidos que concentran el fitoplancton para com�rselo, y los depredadores que se alimentan de ellos, o incluso los animales que se comen a estos depredadores, presentan acentuadas propiedades antibi�ticas en su contenido digestivo y en los fluidos de sus tejidos, como es el caso de los ping�inos que consumen euf�usidos, descritos como "biol�gicamente inmunes" ante las bacterias, los ping�inos j�venes que se alimentan de comida regurgitada por su padre, algunas gaviotas que comen euf�usidos presentan tambi�n esta propiedad antibacteriana.

La distribuci�n de las bacterias en el agua del mar est� determinada por una serie de factores tanto fisicoqu�micos como biol�gicos, y al parecer son dos las causas fundamentales de esta distribuci�n; la cantidad de materia org�nica en descomposici�n que encuentren disponible y la densidad de organismos planct�nicos en el seno de las aguas. Repetidas observaciones permiten afirmar que la abundancia de bacterias depende de la cantidad de organismos del plancton, que suponen la principal fuente de alimento para las bacterias y las bases naturales a las que est�n ligadas.

Con los datos con que actualmente cuentan los investigadores puede decirse que no existen bacterias de origen marino que sean nocivas y peligrosas para el hombre. Pero, en cambio, cierto n�mero de microbios pat�genos pueden ser arrastrados al mar por las aguas residuales de los vertederos y alcantarillas, o por los r�os, y adaptarse al medio marino. A esta posibilidad de adaptaci�n va unido el problema de que algunos organismos marinos, como los ostiones, que se desarrollan en las zonas a donde llegan estas aguas contaminadas, se alimentan filtr�ndolas y por esto pueden quedar infectados por bacterias pat�genas como las de la tifoidea o por bacilos coliformes que atacan al hombre.

Se debe destacar que la acci�n de las bacterias en el agua del mar es tan importante, que sin ellas no podr�a existir vida en los oc�anos, ya que la actividad fotosint�tica de los vegetales aut�trofos s�lo se puede realizar gracias a la acci�n de las bacterias al desintegrar las acumulaciones de materia org�nica de las excreciones o de los restos de organismos de animales y plantas, para producir las sustancias inorg�nicas llamadas nutrientes y elaborar nuevos alimentos.

El campo de la microbiolog�a marina se encuentra todav�a en la plena evoluci�n y permite esperar notables progresos, como en los problemas de contaminaci�n de las aguas del mar. La degradaci�n por acci�n bacteriol�gica del petr�leo que ha llegado al mar como contaminante, es un proceso que se est� estudiando como una t�cnica �til para contrarrestar este problema que cada d�a se hace m�s significativo en los mares. Queda, por lo tanto, mucho que conocer de estos diminutos organismos que a veces perjudican al hombre; pero que son indispensables para la vida en nuestro planeta.