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Este documento ofrece información sobre diferentes tipos de microorganismos, su crecimiento y clasificación según el tipo de respiración. Se mencionan microorganismos termófilos, quimiótrofos, quimioautótrofos y quimioheterótrofos, entre otros. Además, se discuten factores que influyen en el número de microorganismos en el agua y el ensilaje.
Tipo: Apuntes
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Autores Jorge Alejandro Navas Saballo Donald Antonio Morales Cerda Asesores Mv. Omar Navarro Reyes Lázaro Morejón Aldama Managua, Nicaragua, 2016
Autores Jorge Alejandro Navas Saballo Donald Antonio Morales Cerda Asesores Mv. Omar Navarro Reyes Lázaro Morejón Aldama Managua, Nicaragua, 2016
UNIDAD V. Microbiología de la conservación y producción de alimentos en animales de
i
Esta obra que tiene como fin la culminación de nuestros estudios profesionales como Licenciados en Medicina Veterinaria. Lo dedicamos a Dios, a nuestras familias Morales Cerda y Navas Saballo, a nuestros grandes amigos y asesores MV. Omar Navarro Reyes y Lázaro Morejón Aldama, a aquellos que decidieron dar de su tiempo y a todos los que deseen ampliar sus conocimientos en el campo de la Microbiología Pecuaria. Nos disculpamos personalmente si no incluimos en esta obra a algunos autores que gracias a sus conocimientos nos aclararon y permitieron que este conocimiento sea más enriquecedor. Presentamos este texto en restitución a los esfuerzos, los ánimos, conocimientos y guía que todos ellos nos brindaron. Morales Cerda Donald Antonio Navas Saballo Jorge Alejandro
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Expresamos nuestros más sinceros agradecimientos a DIOS por darnos la fuerza y sabiduría para culminar nuestros estudios universitarios y por brindarnos su dirección en nuestro camino todo el tiempo, por todo esto ofrecemos la cosecha de nuestras vidas. A todos nuestros familiares y seres queridos por darnos ánimos e inculcarnos que el poder está en nuestras manos y que no hay obstáculos que no se puedan superar. A todas aquellas personas que sin ningún interés nos brindaron su apoyo a lo largo de este trayecto de nuestras vidas como es la realización de nuestro trabajo de diploma. A la Universidad Nacional Agraria por acogernos y brindarnos el pan del conocimiento y a cada uno de los docentes, por su apoyo brindado en el trascurso de nuestra formación. Como punta de lanza para este trabajo especial fue la Ing. Yadira Mendoza por haber iniciado con los primeros apuntes de este documento; a nuestros asesores MV. Omar Navarro Reyes, Lázaro Morejón Aldama, por guiarnos y darnos su apoyo en la realización de este trabajo especial. A nuestros compañeros de grupo por habernos brindado su confianza, amistad y saber que contamos siempre con ellos. Sabemos que nuestro paso por la Universidad Nacional Agraria ha finalizado pero nuestros conocimientos, recuerdos y agradecimientos serán eternos y estamos seguros de que la amistad y el apoyo brindado fueron sinceros y de gran ayuda para ser cada día mejor personas, capaz de cumplir con nuestras metas y retos venideros. Morales Cerda Donald Antonio Navas Saballo Jorge Alejandro
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Este trabajo especial fue aceptado, en su presente forma, por el Consejo de Investigación y Desarrollo (CID) de la Facultad de Ciencia Animal (FACA) de la Universidad Nacional Agraria (UNA), aprobada por el Honorable Tribunal Examinador nombrado por tal efecto, como requisito parcial para optar al título profesional de: MEDICO VETERINARIO En el grado de Licenciatura Miembros del Tribunal Examinador Presidente (Dr. José Antonio Garay Msc.) Secretario (Ing. Ariel Téllez Msc.) Vocal (Ing. Pasteur Parrales) Asesor (M.V. Omar Navarro Reyes) Asesor (Lázaro Morejón Aldama) Sustentante (Br. Donald Morales Cerda) Sustentante (Br. Jorge Navas Saballo)
Prólogo El texto de microbiología pecuaria está redactado de acuerdo con el contenido de la asignatura, consta de un parte general donde abordan los conocimientos generales de microbiología y su relación con el medio y otra parte que se refiere a los microorganismos en diferentes sustratos relacionados con la explotación y nutrición animal, por lo que el libro está orientado al desarrollo estudiantil y su objetivo fundamental hacia los conocimientos microbiológicos que requiere el Ingeniero Zootecnista y Médico Veterinario en la producción animal. El texto sobre microbiología pecuaria constituye una herramienta importante para el desarrollo e aprendizaje de los estudiantes, toda información fue consultada de materiales bibliográficos, trabajos científicos, textos, revistas, que se requirió una labor de síntesis y selección de los aspectos necesarios para la formación de profesionales en las ciencias pecuarias. Deseo expresar mi agradecimiento y la colaboración recibida por destacados profesores, por las recomendaciones e indicaciones propuestas al manuscrito y en las consultas, lo que ayudaron a la rectificación de algunas deficiencias y la incorporación de contenidos e información.
1.1 Introducción En su afán por conocer hasta lo más profundo el mundo que lo rodea, el hombre no se contentó con ver los objetos a simple vista, sino que, valido de su ingenio, ha creado sofisticados instrumentos para desentrañar los misterios de los seres microscópicos. Antes del descubrimiento de los microorganismos, la humanidad conocía y utilizaba algunos procesos y productos finales originados por la actividad normal de los mismos (microorganismos), como son: la fermentación de jugos de frutas, de la leche, fermentaciones alcohólicas, fermentación acética, con los cuales el hombre llego a producir alimentos desde los comienzos de la civilización resolviendo parte de sus necesidades vitales. El desarrollo de las disciplinas científicas, como sucede en la microbiología, está en estrecha dependencia con el nivel de los medios de producción, las exigencias de la práctica y el progreso alcanzado en las ciencias y la técnica. La microbiología se interesa, entonces, por los seres vivientes microscópicos y sus actividades. El origen etimológico del término nos indica mickros , que significa pequeño; bios significa vida y logos , significa estudio o tratado (Morejón y Pardo2008). Aun cuando el término se usa en un sentido más estricto del que sugiere su significado, en general la microbiología es el estudio de aquellas formas vivas microscópicas estrechamente relacionadas con la actividad humana, vegetal o animal produciendo beneficios o enfermedad.
La microbiología nace en el año de 1678 debido a Anthony Leewenhoeck que descubrió animálculos que logró visualizarlos a través de un microscopio simple fabricado por él; por ello se le considera como el padre de la Microbiología (Pérez et al. 1992). La microbiología es la ciencia que se ocupa del estudio de los microorganismos, es decir, de aquellos organismos demasiados pequeños para poder ser observados a simple vista y cuya visualización requiere el empleo del microscopio. Todos los aspectos y enfoques desde los que se puedan estudiar los microorganismos conforman lo que denominamos objetivo formal de la microbiología esto es; características taxonómicas, estructurales, fisiológicas, bioquímicas, genéticas, ecológicas, etc., que conforman el núcleo general o cuerpo básico de conocimientos de esta ciencia.
Pommerville; JC 2004 Estudia los nichos ecológicos de los correspondientes agentes, los diversos aspectos de la microbiología clínica en sus interacciones con el hospedador, los mecanismos de defensa de éste, así como los métodos desarrollados para combatirlos y controlarlos, además de la obtención de materias primas o elaboradas y de su modificación, y mejora en los flujos productivos de las sociedades. Fig. 1 Evolución de Microorganismos Durante los siglos XVI – XVIII y en particular en el periodo de la revolución industrial se fueron acumulando observaciones y resultados de las investigaciones en los diversos campos de la medicina, en los trabajos realizados en la óptica se obtuvieron cristales con suficiente aumento que permitieron descubrir los microorganismos constituyendo un hecho transcendental del siglo XVIII. Podemos distinguir cuatro etapas o periodos en el desarrollo de la microbiología. Primer período; eminentemente especulativo, que se extiende desde la antigüedad hasta los primeros microscopistas. Segundo período; de lenta observación de acumulación de observaciones desde 1675 hasta la mitad del siglo XIX que arranca con el descubrimiento de los microorganismos por Leeuwenhoek. Tercer período; de cultivos de microorganismos, que llega hasta finales del siglo XIX donde las figuras de Pasteur y Koch encabezan el logro de la microbiología como ciencia experimental bien confirmada.
Sus magníficos dotes de observador le llevaron a describir protozoos (como las Giardias, que encontró en sus heces), la estructura estriada del musculo, la circulación del capilar, a descubrir los espermatozoides y los glóbulos (por lo que se considera en padre de la histología animal), así como a detallar diversos aspectos estructurales de las semillas y embriones de la planta. Leeuwenhoek se percató de la abundancia y ubicuidad de sus animáculos, observándolo en vinagre, placa dental, etc. (García. 1986). Además de hacer aportes a lo que se conoce como hoy en día como ecología microbiana permitiendo que sus sucesores desarrollaran la joven microbiología como una ciencia. Fig. 2 Microscopio simple de Leeuwenhoek
El relevante científico y microbiólogo francés Louis Pasteur (1822-1895) aporto importantes descubrimientos en el campo de la microbiología, demostró la naturaleza Microbiológica de la fermentación alcohólica (1860), láctica y butíricos (1860), descubrió la presencia de la respiración anaerobia de algunos microbios, definió la putrefacción es debida a la actividad de algunas especies microbianas , descubrió las causa de las alteraciones en los alimentos(vino, cervezas, etc.) y las medidas para su control, siendo evidente que sus aportes constituyeron las bases para el desarrollo de la microbiología industrial (Kruif. 2000). Baker; H 1997
Llobel; BA 2007 Pasteur confirmo además la hipótesis del físico y químico Robert Boyle al afirmar que la etiología de las enfermedades contagiosas la interpretaría quien explicara la naturaleza de la fermentación, el carbunco y la rabia, le sirvió para el uso de la vacunación preventiva. Fig. 3 Louis Pasteur Con sus descubrimientos la cirugía fue enriquecida siendo en general sus trabajos fundamento para el desarrollo de la microbiología médica.
Winogradski descubrió varios ciclos biogeoquímicos y partes de estos ciclos. Estos descubrimientos incluyen: Su trabajo sobre la reducción del sulfato bacteriana por la que primero se hizo famoso, incluida la primera forma conocida de lithotrophy (Torre. 1979). Fig. 4 Columna de Winogradski Debre; P 2000
Trabajando sobre los agentes de la fermentación butírica, Pasteur descubrió la presencia de microorganismos que se desarrollan en ausencia de oxígeno, lo cual desmentía la creencia de que todas las formas de vida necesitan aire para vivir, lo cual determino los siguientes términos aerobios y anaerobios para denominar, respectivamente; a la vida en presencia y en ausencia de oxígeno (Morejón y Pardo2008). Tras el descubrimiento de la anaerobiosis, Pasteur comprendió las distintas implicaciones energéticas subyacentes a la utilización de sustratos orgánicos en presencia y ausencia de oxígeno, demostrando que, en el segundo caso el rendimiento (medio como crecimiento microbiano) era siempre menor, al no poder realizarse de degradación total de las correspondientes sustancias (Morejón y Pardo2008). Una profundización en los fenómenos de fermentación llego cuando en 1897 Bucher obtuvo, a partir de levaduras, una preparación enzimática (zimasa) que era capaz de realizar la misma transformación de “fermentación” que las células vivas. Este descubrimiento que describían las propuestas de Berzelius y Liebig, supuso en la realidad la confluencia de los enfoques químico y biológico: las fermentaciones eran procesos químicos catalizados por enzimas presentes dentro de las células vivas, que podían ser estudiados extracelularmente. De esta forma, la bioquímica, nacida como una rama de la química fisiológica, que se venía especializando en la enzimología encontró una alianza fructífera y duradera con la microbiología (Morejón y Pardo 2008).
La microbiología, desde el descubrimiento de los primeros seres vivientes microscópicos hasta nuestros tiempos ha tenido un desarrollo intenso. Con el apoyo de los instrumentos ópticos y la abundante y diversa información reunida de los microorganismos, ha requerido un ordenamiento de sus contenidos y ha dado lugar al surgimiento de ramas científicas especializadas que permiten profundizar en las particularidades de cada grupo microbiano (García. 1986). Cándido; V 2012 Fig. 5 Balón de cuello de cisne
Las ramas de la microbiología son los siguientes: Bacteriología: refiere el estudio de todas las bacterias (García. 1986). Micología: incluye el conocimiento de los hongos filamentosos (mohos) y hongos unicelulares (levaduras) (García. 1986). Protozoología: estudia todo lo relacionado con los protozoos (García. 1986). Virología: abarca todos los aspectos relacionados con los virus, incluyendo las rickettsias (García. 1986). Ficología: contiene el estudio de las algas (García. 1986).
El auge de la microbiología desde los fines del siglo XIX se plasmó, entre otras cosas, en el aislamiento de gran variedad de cepas silvestres de microorganismos , lo que suministró un enorme volumen de nuevo material biológico sobre el que trabajar, aplicándose una serie de enfoque que eran habituales en las ciencias naturales más antiguas; así, había que crear un marco taxonómico para encuadrar a los organismos recién descubiertos, era factible desarrollar trabajos sobre morfología y fisiología comparadas, sobre variabilidad y herencia , evolución, ecología, etc. (Pérez et al. 1992). Fig. 6 Relación de la microbiología con otras ciencias Kimball; JW 2000
