Crecimiento microbiano

Como todos los organismos vivos, los microorganismos requieren una combinación de varios factores físicos y químicos para su crecimiento y multiplicación. Aunque las células individuales son aproximadamente el doble de grandes durante su vida, este cambio no es muy significativo. El crecimiento microbiano en realidad se refiere a un aumento en el número de células. Los requisitos para el crecimiento microbiano se pueden dividir en dos categorías principales: físicos y químicos.

• Los aspectos físicos incluyen la temperatura, el pH y la presión osmótica.
• Requerimientos químicos macromoléculas (carbono, nitrógeno, hidrógeno, azufre, fósforo, oxígeno) y micromoléculas (elementos traza y factores de crecimiento orgánicos como magnesio, potasio, sodio, calcio y hierro en su forma ionizada)

Requerimientos físicos

Temperatura: Los microorganismos se clasifican en tres grupos principales según su rango de temperatura preferido:

• psicrófilos (microbios amantes del frío),
• mesófilos (microbios amantes de la temperatura moderada),
• termófilos (microbios amantes del calor).

pH: pH 6.5-7 (rango neutral) es el más adecuado para el crecimiento bacteriano. Sin embargo, algunas bacterias pueden crecer a un pH ácido por debajo de pH 4 y se denominan acidófilos. Mientras que algunas bacterias prefieren un pH alcalino (8-9), se les llama alcalófilos. Los mohos y las levaduras (moho) requieren un pH óptimo de alrededor de 5 a 6 para crecer.

Presión osmótica: Los microorganismos necesitan agua para crecer porque obtienen casi todos sus nutrientes en solución del agua circundante. Algunos organismos se adaptan a las concentraciones de sal extremadamente altas y se denominan halófilos extremos, mientras que algunos microorganismos requieren una concentración de sal óptima para su crecimiento y se denominan halófilos obligados. Algunos microorganismos no necesitan sal para crecer, pero pueden crecer en concentraciones de sal de hasta el 2 % (una concentración que inhibe el crecimiento de muchos otros organismos). Estos se llaman halófilos facultativos.

Requisitos químicos

• El carbono forma el esqueleto o la columna vertebral de todas las moléculas orgánicas y, por lo tanto, es el componente central de las macromoléculas biológicas como tales. El hidrógeno también es una molécula importante que participa en los procesos de generación de energía en la mayoría de los microorganismos. El oxígeno es fundamental para la respiración de muchos microorganismos, mientras que el nitrógeno es necesario para la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos, así como de moléculas importantes como el ATP.

Además de la necesidad de carbono, hidrógeno y oxígeno, los microorganismos también necesitan fuentes de energía y electrones para crecer. Se pueden clasificar en clases según sus necesidades nutricionales.

1. Autótrofos y Hetertrofos: Los microorganismos se pueden clasificar como heterótrofos o autótrofos con respecto a su fuente de carbono preferida. Los autótrofos pueden usar \(CO_2\) como su única o principal fuente de carbono. Los organismos que utilizan moléculas orgánicas reducidas y preformadas como fuentes de carbono son heterótrofos.
2. Fotótrofos y quimiotrofos: Los fotótrofos utilizan la luz como fuente de energía, mientras que los quimiotrofos obtienen energía de la oxidación de compuestos químicos (orgánicos o inorgánicos). Los microorganismos también tienen solo dos fuentes de electrones.
3. Litótrofos y organótrofos: Los litótrofos (es decir, "comedores de piedras") utilizan sustancias inorgánicas reducidas como fuente de electrones, mientras que los organótrofos extraen electrones de los compuestos orgánicos.

Todos los microorganismos pertenecen a una de las cuatro clases de alimentos en función de sus fuentes primarias de carbono, energía y electrones, como se muestra en la siguiente tabla.

Puntos para recordar:

• Los microorganismos requieren condiciones físicas óptimas y una combinación de varios factores químicos para su crecimiento y multiplicación.
• Los microorganismos se pueden clasificar y agrupar en 4 categorías principales según la fuente de energía que utilizan, el donante de hidrógeno/electrones utilizado y la fuente de carbono.
• Los autótrofos usan \(CO_2\) como su principal o única fuente de carbono; los heterótrofos utilizan moléculas orgánicas.
• Los fotótrofos usan energía luminosa y los quimiotrofos obtienen energía de la oxidación de compuestos químicos.
• Los electrones son extraídos de sustancias inorgánicas reducidas por litótrofos y de compuestos orgánicos por organótrofos.