Interacciones Microbianas en Tratamiento de Aguas y Biorremediación

Interacciones Microbianas en Sistemas de Ingeniería

En las comunidades microbianas, las poblaciones establecen relaciones beneficiosas, perjudiciales o neutras que determinan el desempeño global de los sistemas de tratamiento biológico y la biorremediación.

Competencia y Depredación

• Competencia (-/-): Se trata de la disputa por un recurso limitante como el sustrato, el espacio o el aceptor de electrones. Esta interacción explica la exclusión competitiva y la dominancia de ciertas especies en los biorreactores.
• Depredación (-/+): Consiste en el consumo de un organismo por otro. Por ejemplo, los protozoos ciliados depredan bacterias en los lodos activados, regulando su densidad y mejorando significativamente la sedimentabilidad y clarificación del efluente.

Comensalismo y Mutualismo

• Comensalismo (+/0): Una población se beneficia sin afectar a la otra. Un ejemplo claro es la degradación secuencial de polímeros en lodos anaerobios.
• Mutualismo (+/+): Es un beneficio mutuo obligado que constituye la base de los consorcios en la digestión anaerobia. La sintrofia es su forma más extrema.

Relevancia en Ingeniería: Los procesos reales utilizan consorcios microbianos; por lo tanto, el diseño busca potenciar las relaciones sinérgicas y minimizar las inhibitorias.

Parasitismo y Amensalismo

• Parasitismo (+/-): El parásito se beneficia a expensas del hospedador. Un ejemplo son los bacteriófagos que causan lisis celular en bacterias, lo que representa un riesgo operacional constante en biorreactores.
• Amensalismo (0/-): Se refiere a la inhibición de una población mediante la liberación de sustancias (antibióticos, ácidos orgánicos, bacteriocinas) sin que la población productora se vea afectada. Es una herramienta útil para el control biológico de patógenos.

Espectro de Interacciones Microbianas

A continuación, se presenta el esquema general de clasificación de las seis interacciones fundamentales:

• Competencia (-/-)
• Depredación (-/+)
• Parasitismo (+/-)
• Amensalismo (0/-)
• Comensalismo (+/0)
• Mutualismo (+/+)

Sintrofia y Transferencia de Hidrógeno

La sintrofia se introduce como el mutualismo más crítico en la biotecnología ambiental. En este fenómeno, dos poblaciones solo pueden sobrevivir juntas mediante la transferencia de H₂.

Espectro de Interacciones Microbianas (Continuación)

Esquema general de clasificación de las seis interacciones: Competencia (-/-), Depredación (-/+), Parasitismo (+/-), Amensalismo (0/-), Comensalismo (+/0) y Mutualismo (+/+).

Sintrofia y Transferencia de Hidrógeno (Detalle)

Introducción a la sintrofia como el mutualismo más crítico en biotecnología ambiental, donde dos poblaciones solo pueden sobrevivir juntas mediante la transferencia de H₂.