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Filogenia de Microorganismos
Universidad Pablo Guardado Chávez
Todas las células contienen material genético (ADN) que, con el tiempo, sufren mutaciones naturales que se acumulan en las secuencias y se transmiten a las generaciones posteriores. Por ello, para realizar estudios filogenéticos de la vida microbiana es muy útil el análisis de las secuencias de ADN
La filogenia es el estudio de la evolución y desarrollo de las especies. La comparación de secuencias de algunas macromoléculas, es la forma mas precisa y confiable para inferir en las relaciones filogenéticas. Estos datos, son preferibles sobre de otros métodos moleculares por poseer cercanías
evolutivas, debido a que permiten interpretaciones cuantitativas y directas, además que van conformando una creciente base de datos para subsecuentes referencias.
EUKARYA es un dominio dentro de la clasificación de los seres vivos en donde se engloba a todos los organismos que presentan células con un núcleo verdadero. En este dominio se ubican cuatro reinos: Protista, Fungí, Plantae y Animalia. En ellos se conserva el criterio dado por Wittaker, el cual clasificó a estos organismos de acuerdo con su modo de nutrición y con su organización, pluricelular o unicelular.
Son organismos unicelulares que llegan a formar colonias multicelulares simples, la mayoría son de nutrición autótrofa aunque otros se nutren por absorción. Algunos comparten características con plantas y animales. Hay protistas que presentan métodos de locomoción como cilios o flagelos, otros forman pseudópodos (prolongaciones del citoplasma) y algunos son inmóviles.
Presentan diversas formas, viven en agua marina y dulce otros se encuentran en estado simbiótico (asociado con otras especies). De los protozoarios que podemos encontrar tenemos a los siguientes grupos:
Son protozoarios flagelados unicelulares, generalmente de nutrición heterótrofa, pueden ser simbiontes o de vida libre. Entre los representantes más conocidos encontramos al Trypanosoma gambiense y T. rhodesiense, causantes de la enfermedad del sueño africana, caracterizada por alteraciones de la personalidad, apatía, somnolencia, trastornos del habla, desnutrición y coma. También podemos encontrar al T. cruzi, que parasita la sangre y los tejidos del hombre y se conoce como enfermedad de Chagas.
Son protozoarios sin forma definida, presentan pseudópodos, son unicelulares y de nutrición heterótrofa. En este grupo encontramos a Entamoeba histolityca causante de la disentería amibiana caracterizada por diarrea recurrente y calambres abdominales además de sangrado.
Estos protozoarios son heterótrofos y de vida libre; el género más común es Paramecium.
Son heterótrofos y parásitos, no disponen de locomoción. La mayoría de ellos provoca enfermedades en el ser humano como: Plamodium vivax, P. malarie y P. falciparum, que son los causantes del paludismo y la malaria, enfermedades tropicales.
Las algas pertenecen al Reino Protistas. Son organismos autótrofos (que realizan fotosíntesis) que dependen del agua o de un medio húmedo. Realizan el mismo papel que las plantas en el medio aéreo: son los productores primarios. Pueden formar praderas subacuáticas y constituyen el fitoplancton marino y de agua dulce; también viven sobre tierra húmeda, rocas desnudas, troncos de árboles.
Son unicelulares; se caracterizan por tener nutrición heterótrofa. La euglena es su representante más común
Euglenophyta
Son organismos marinos; se concentran en el plancton y los más conocidos son los Dinoflagelados que son los causantes de la marea roja, ya que desprenden sustancias tóxicas que envenenan a los peces. Poseen clorofila y ficoxantina (sustancia de color café).
Pyrrophyta
Son las diatomeas, conocidas como algas doradas. Viven tanto en agua dulce como en agua marina, producen alimento para el medio acuático y enriquecen el ambiente de oxígeno. Por su belleza se les ha denominado como joyas de la naturaleza.
Chrysophyta
Se le conoce como algas rojas, son autótrofas-fotosintéticas; se utiliza para hacer agar (sustancia que se utiliza para sembrar bacterias en el laboratorio).
Rhodophyta
Son de nutrición autótrofa y algunas llegan a medir hasta 50 m de longitud como los sargazos. Estas algas contienen algina, sustancia que sirve de materia prima para la industria farmacéutica y alimenticia ya que sirve para preparar nieves, flanes y para el sushi.
Phaeophyta
Son algas verdes, son unicelulares y algunas forman colonias y filamentos (Talos), se hayan en sitios de mucha humedad como el tronco de los árboles y a veces en el medio marino.
Chlorophyta
los hongos son organismos eucariontes, pueden ser unicelulares o pluricelulares, son heterótrofos no fotosintético, formador de esporas y que carece de movimiento en todas las fases de su ciclo de vida; sus paredes celulares están formadas de celulosa y/o quitina y absorben su alimento por digestión enzimática externa (segregan sustancias que ayudan a descomponer su alimento y luego lo ingieren).
Comúnmente mohos mucilaginosos, forman masas gelatinosas que se deslizan lentamente por el suelo. Alguno tipos de hongos se comen, por ejemplo, aquí en México son asados a la parrilla y se conocen con el nombre de "caca de luna" se consideran un platillo exótico. Estos hongos también han sido utilizados en el campo de la ciencia como lo hicieron en conjunto las universidades de Southampton (Inglaterra) y Kobe (Japón), ya que éstas usaron un ejemplar de Physarum polycephalum (mixomiceto sensible a la luz) para usarlo como control central de un robot de seis patas dentro de una aplicación tecnológica. El mixomiceto dirigió al robot a la esquina oscura más similar a su hábitat natural.
A esta división pertenece la Saccaromyces cerevisae, levadura que ayuda a la fermentación de la cerveza
El grupo engloba especies tanto saprofitas como parásitas, muy vinculadas al medio acuoso. Como parásitos actúan contra animales acuáticos y plantas. Presentan una gran importancia económica, puesto que engloban a parásitos de plantas vasculares, muchas de ellas de interés agrícola. Por ejemplo Phytophtora género que ataca a plantaciones como la de la papa, tomates, robles, cocoteros, pinos por mencionar algunos.
Son los hongos más primitivos, mayormente saprofitos muchos de ellos son de agua dulce, por ello algunos anfibios se ven afectados por ellos, aunque también ataca al maíz, la papa y la alfalfa.
Aquí podemos encontrar al moho del pan (Rhyzopus nigricans), también suelen ser parásitos de plantas y animales.
Los deuteromycetes son organismos saprofitos se reproducen asexualmente por medio de esporas. Representan una gran importancia pues ya que algunos de ellos son malos para el ser humano, pero otros son benéficos. Por ejemplo Penicillum notatum y P. chisogenum, son los productores de la penicilina, Penicillium roqueforti, es utilizado para añejar el queso roquefort, Aspergillus sojae es usado para fermentar el grano del que se produce la salsa de soya.
En esta división encontramos a las setas (Pleurotus ostreatus) y hongos con sombrero (champiñones). Son los hongos que presentan mayor complejidad, son saprofitos ya que se forman en madera podrida o estiércol. Algunos son perjudiciales para la agricultura ya que los conocidos como carbones parasitan a las flores de los cereales, los chauixtles parasitan el trigo dándoles un aspecto de hierro oxidado. En esta división encontramos a hongos como la Amanita muscaria un hongo venenoso y el Psilocybe sp. hongo alucinógeno
Los vegetales son organismos verdes pluricelulares, encerrados en el interior de una pared celular compuesta por celulosa. Lo que caracteriza a los vegetales es la capacidad fotosintética, utilizada para elaborar el alimento que necesitan transformando energía luminosa en energía química. Algunas especies de plantas han perdido la clorofila y se han transformado en saprofitas o parásitas, absorbiendo los nutrientes que necesitan de materia orgánica muerta o viva. Existen cerca de 260.000 especies de plantas. El tamaño y la complejidad de los vegetales son muy variables, en este reino se engloban desde pequeños musgos, hasta gigantescas secuoyas capaces de elevar agua y compuestos minerales hasta más de cien metros de altura.
Fueron las primeras plantas en colonizar el medio terrestre. Están adaptadas para vivir en lugares húmedos y dependen del medio acuático para su reproducción. Carecen de vasos conductores sujetándose de falsas raíces, no presentan tallos ni hojas verdaderos, no disponen de tejido vascular que conduzca el agua. A este grupo pertenecen los musgos, hepáticas y antoceros.
Estas plantas crecen abundantemente en lugares sombríos sobre las piedras, cortezas de árboles, el suelo y aun dentro del agua corriente o estancada. Los musgos son, por lo general, pequeños, se elevan unos cuantos centímetros sobre el terreno o son rastreros; tampoco producen flores ni semillas. En lugar de ello, suelen desarrollar en el ápice pequeñas cápsulas de esporas que se alzan sobre pedúnculos largos y delgados.
Son plantas pequeñas que, con frecuencia poseen un aspecto irregular dado por hojas laminadas. Suelen vivir en lugares húmedos, cubriendo grandes extensiones de tierra; crecen ocasionalmente en rocas, árboles o cualquier otro sustrato firme. Pueden también adquirir una forma mucho más aplanada, como en el caso de los musgos. Se les encuentra en zonas húmedas y típicamente en lugares con sombra moderada. Ciertas especies presentan dificultades de crecimiento en invernaderos, en exceso sombríos. No tienen flores o semillas.
Poseen tejidos básicos, y contienen sólo un cloroplasto por célula. Lo que las diferencia de otras briofitas, es que presentan poros verdaderos.
Son plantas vasculares que ya poseen tejidos conductores especializados. Las divisiones que los comprenden son: Psilopsida, Lycopsida, Sphenopsida y Pteropsida.
Son las plantas vasculares más primitivas, aunque menos complejas son muy similares a las actuales, no hay raíces ni hojas verdaderas; pero si tienen un sistema vascular. La mayoría de estas plantas son fósiles, excepto dos, las del género Psilotum y Tmesipteris.
Son plantas muy pequeñas con menos de un metro de altura. Algunas son rastreras disponen de raíces y tallos bifurcados y pequeñas hojas, así como también de tejidos vasculares. El representante más conocido es el licopodio utilizado como planta medicinal contra los dolores de riñones, además las esporas son utilizadas para fabricar bengalas.
Presentan raíz, tallo hueco articulado que contiene gran cantidad de sílice y sistema vascular. El único género es Equicetum que es conocido como cola de caballo. La planta tiene varios compuestos químicos, usados medicinalmente. Es prescrita para cuidar tejidos conjuntivos, cartílago, tendón y hueso
En esta división se encuentran la mayor parte de plantas dominantes en nuestro planeta. Los ejemplares de este grupo disponen de sistemas vasculares, raíces verdaderas, tallos y hojas grandes. Aquí podemos encontrar a los helechos (Filicineae), coníferas (Gymnospermae) y plantas con flor (Angiospermae).
las coníferas: árboles de porte monopódico, a menudo con una copa cónica, lo que produce interpretaciones erróneas acerca de su nombre; pero también hay arbustos y matas rastreras entre ellas,. Las coníferas son las especies forestales dominantes en los climas fríos de las latitudes altas y de las altas montañas de latitudes medias e incluso tropicales. La gran mayoría de las coníferas son de hoja perenne. Las coníferas constituyen una gran importancia para la industria ya que de ellas se extrae madera y celulosa (para fabricar papel).
Son las plantas con flor, se llaman de esa manera por que presentan una semilla dentro de un recipiente (fruto). Son las plantas más abundantes, cuenta con raíces, tallos y hojas verdaderos. Se divide en dos grupos Monocotiledóneas (como el maíz) y dicotiledóneas (como el fríjol). Estas plantas proveen de alimento a los seres humanos, además de ser materia prima para productos medicinales y evitar la erosión del suelo
El reino Animalia constituye un amplio grupo de especies eucariontas, heterótrofas y pluricelulares. Se caracterizan, en general, por su capacidad para la locomoción, por la ausencia de pared en sus células y de clorofila, y por su desarrollo embrionario, que atraviesa una fase de blástula y determina un plan corporal fijo (aunque muchas especies pueden sufrir posteriormente metamorfosis). Los animales forman un grupo natural estrechamente emparentado con los hongos y las plantas. Es uno de los seis reinos de la naturaleza. La movilidad es la característica más llamativa de los miembros de este reino
INVERTEBRADOS.- Son organismos que no presentan columna vertebral o notocorda, podemos localizar a invertebrados de cuerpo blando e invertebrados de cuerpo duro (presentan un exoesqueleto).
INVERTEBRADOS
INVERTEBRADOS DE
CUERPO BLANDO
Porifera
Cnidaria
Platyhelminthes
Porifera (Esponjas). No disponen de órganos o tejidos verdaderos, su cuerpo forma muchos poros. Estos organismos sólo se aprovechan dos géneros que se emplean como material de baño (esponjas de baño).
Cnidaria (Medusas y corales). Son animales muy simples que presentan células nerviosas y órganos de los sentidos. Su principal importancia radica en que forman arrecifes de coral que es la base de la vida marina. Además se utiliza para hacer artesanías con sus esqueletos (eso y la contaminación provoca que estén en peligro de extinción), algunos son peligrosos para el ser humano ya que producen “quemaduras” como las llamadas malaguas y sólo una especie es letal (avispa de mar -cubozoa-)
Platyhelminthes (gusanos planos). Son organismos hermafroditas (presentan los dos sexos) con un sistema nervioso ganglionar formado por un cerebro y dos cadenas nerviosas.
INVERTEBRADOS DE CUERPO DURO (ARTROPODA)
Miriapoda. La mayoría de los miriápodos huyen de la luz (lucífugos) y buscan la humedad (higrófilos). Por ello, muchos son nocturnos, y se refugian durante el día bajo piedras, entre la hojarasca, en troncos en descomposición, entre el musgo. Lo organismos que encontramos en este grupo son: ciempiés y milpiés.
Miriapoda
Crustácea. Son fundamentalmente acuáticos y habitan tanto en el medio marino, salobre y dulce; unos pocos han colonizado el medio terrestre, como la cochinilla. Estos artrópodos son los únicos con dos pares de antenas, tienen al menos un par de maxilas y pasan por períodos de muda e intermuda para poder crecer. Sus representantes son: langostas, camarones, cangrejos, langostinos y cochinillas. Todos tienen importancia económica puesto que se usan como alimento y por su difícil producción son platillos con alto costo económico.
Crustácea
Quelicerata. Presentan un par de apéndices bucales llamados quelíceros. Tienen el cuerpo típicamente dividido en dos regiones: una anterior denominada prosoma (cefalotórax) y una posterior llamada opistosoma (o abdomen). Se distinguen de los insectos por presentar cuatro pares de patas. Se pueden encontrar tres grupos:
1. Xifosuros. Comúnmente llamados cazuelitas de mar. Son el grupo más antiguo ya que la especie ha vivido muchos millones de años sin cambios notables.
2. Picnogónidos. Se les conoce como arañas de mar (no confundir con algunos parientes de las estrellas de mar), son exclusivamente marinos, miden pocos centímetros y hasta medio metro, viven en el fondo marino.
3. Arácnidos. Son el grupo predominante de quelicerados actuales. Incluye unas 70.000 especies. Aquí destacan las arañas que representan más de la mitad del grupo con cerca de 38,000 especies, seguido de los ácaros con 30 000 especies, el resto de las especies está divido entre los escorpiones, opiniones, solífugos, vinagrillos y amblipígidos. De todo el grupo los ácaros, arañas y escorpiones son los más representativos, ya que, tienen gran importancia médica, económica y ecológica.
Quelicerata
Insecta. De todos los invertebrados son los que tienen mayores representantes comprenden cerca de 950.000 especies, pero existen cerca de 210 millones de insectos por cada ser humano. Se caracterizan porque todos sus representantes poseen un par de antenas, tres pares de patas y dos pares de alas (algunos dependiendo de su jerarquía; las poseen rudimentarias o no presentan). Aquí podemos encontrar a organismos como: mariposas, escarabajos, libélulas (o caballitos del diablo), hormigas, abejas, avispas, chinches, pulgones, cigarras, grillos, moscas, mosquitos, catarinas y polillas por mencionar sólo algunos. Estos organismos representan gran importancia económica, ecológica y alimenticia. Ya que muchos de ellos forman plagas llegando a destruir grandes extensiones de cultivo, pero otros suelen ser alimento para ciertas comunidades rurales y a veces como platillos exóticos en restaurantes finos
Insecta
Arqueobacterias
Se denominan así porque las mismas conforman su propia unión y formación, siendo organismos totalmente independientes. No suelen atribuírseles condiciones patológicas, incluso se hayan en membranas humanas sin ser potencialmente dañinas. Se considera que estas forman parte esencial de los procesos de oxigenación y todos aquellos que tienen la intervención del carbono o nitrógeno.
Existen otros rasgos distintivos del campo que agrupa a las arqueobacterias, y estos son:
Son las bacterias primitivas que habitan lugares de alta concentración salina, como la salinidad del Mar Muerto. Los halococcus y halobacterium viven sitios con concentraciones de sal mayores al 12% y toleran hasta un 32% de salinidad.
Deben su nombre a que requieren de ciertos niveles de saturación en el ambiente para poder substituir, en efecto, su evolución solo es posible gracias a la intervención de partículas de sal
Halófilos
De ambientes como pantanos, aguas residuales, agua de mar y suelos.
Se denominan así porque son bacterias que solo se producen en ambientes en los cuales se encuentra el metano, caracterizándose por no requerir del oxígeno para substituir, al contrario este les inhibe su evolución.
Caracterizadas por tener un metabolismo anaeróbico, por lo que se valen del hidrógeno para catalizar el dióxido de carbono en metano. Se encuentran en sedimentos o intestinos de animales; han sobrevivido a 3 km de profundidad del hielo glaciar en Groenlandia.
Son las arqueobacterias que resisten altas temperaturas, hasta de 100 °C, y poseen una acidez muy baja. Se encuentran en ambientes acuáticos cercanos a fallas de la corteza oceánica o grietas volcánicas. Estos organismos simplifican la materia orgánica para obtener energía, efectuando una quimio síntesis de los compuestos inorgánicos como el ácido sulfúrico. Así se tiene el sulfolobus-acidocaldarius, que oxida el azufre; la thermoplasma, localizada en escombros de carbón encendido; el pyrolobus-fumarii organismo bastante termófilo, con una temperatura de crecimiento de 113 °C, y el picrophilus, organismo muyacidófilo, que puede crecer en un pH de -0,06.
Obedece a aquellas bacterias que deben su existencia solo a las elevadas temperaturas junto a la pureza de un elevado nivel de ph acido. En efecto, su encuentro solo es posible en ambientes calurosos, mientras más elevada es su temperatura mayor es su desarrollo y evolución.
Crenarchaeotas: Son las especies hipertermófilas. Gran cantidad son autótrofas quimiosintéticas, siendo en ciertos hábitats inhóspitos, los únicos productores primarios. Estudios recientes muestran que las crenarchaeota pueden subsistir también en ambientes de baja temperatura como los mares, tierra y sedimentos.
Euryarchaeota: Son aquellas que se localizan en altas densidades de sal y que logran adquirir su energía de la luz, sin tener pigmento clorofílico. Están clasificados dentro de estas los Metanógenos de hábitat sedimentos acuosos, tracto digestivo de diversos animales y aguas oceánicas.
Korarchaeota: Es un grupo chico de las hipertermófilas, muy disimiles filogenéticamente a las crenarchaeotas, consideradas las archaeas más antiguas.
Nanoarchaeota: Es un taxón que fue creado esencialmente para la especie Nanoarchaeum equitans, que fue hallada en el 2002, en la costa de Islandia. Habitan principalmente en sitios continentales y marítimos con elevadas temperaturas, entre ellos fuentes hidrotermales. Se dice que debe permanecer en contacto con un huésped para poder sobrevivir.
Las Eubacterias, también llamadas “bacterias”, son uno de los tres dominios principales de la vida, junto con las arqueas y las eucariotas. Las eubacterias son procariotas, lo que significa que sus células no tienen núcleos definidos o limitados por membranas. Como grupo, exhiben una gama impresionante de diversidad bioquímica, y sus numerosos miembros se encuentran en cada habitat en la tierra. Las eubacterias son responsables de muchas enfermedades humanas, pero también ayudan a mantener la salud y constituyen partes vitales de todos los ecosistemas de la Tierra.
Que es eubacteria
Tipos de eubacterias
Las eubacterias cocos son esféricas u ovales en su forma, como una baya. De hecho, el nombre se deriva de la palabra griega “kokkos”, que significa baya. Estas son algunas de las bacterias más pequeñas y más simples, con un tamaño promedio de aproximadamente 0,5 a 1,0 micrómetros de diámetro. (Un micrómetro es de aproximadamente 1 / 1.000.000 de un metro.) Un número de bacterias patógenas (causantes de enfermedades) pertenecen a esta categoría. Algunos ejemplos de cocos son el estreptococo, que puede causar estreptococo y escarlatina; estafilococo, específicamente Staphylococcus aureus, que puede causar intoxicación alimentaria y síndrome de shock tóxico; y el meningococo, que puede causar una serie de enfermedades meningocócicas, incluyendo la meningitis bacteriana epidémica.
Con forma de barras o varillas, los bacilos suelen ser bacterias de tipo Gram positiva o negativa. Los ejemplos más populares son los de las bacterias de E.Coli y la salmonella, que comúnmente, también son las responsables de males como la intoxicación por alimentos y la fiebre tifoidea. Dentro de los bacilos también podemos nombrar a dos de las bacterias más peligrosas que existen: el Bacillus anthracis, que causa la mortal enfermedad pulmonar del ántrax y el Clostridium, que causa el botulismo, el tétanos y la gangrena
Bacilos
Con su característica forma esférica, las bacterias conocidas como cocos tienen la capacidad de vivir como células individuales o bien de enlazarse hasta forman cadenas y racimos. El Staphylococcus y el Streptococcus son los dos tipos de bacterias más comunes dentro de esta clasificación y ambas suelen ser Gram positivas. Igualmente, éstas bacterias no suelen tener beneficios, sino que por el contrario, siempre nos resultan perjudiciales. Pueden causar infecciones en la piel, intoxicación alimenticia y también amigdalitis, entre otras cosas.
Los espirilos, como bien nos indica su nombre, poseen una marcada forma de espiral. Éstas son bacterias Gram negativas y terribles para la salud. Un claro ejemplo es la Treponema, que causa la enfermedad de transmisión sexual de la sífilis.