Introducción

Los sistemas acuáticos continentales son importantes fuentes de recursos naturales y proveen numerosos servicios ecosistémicos a los seres humanos y otras formas de vida. Sin embargo, estos ecosistemas son altamente vulnerables a la contaminación y otros impactos humanos que pueden comprometer su funcionamiento y la salud de sus comunidades biológicas. Entre estas comunidades destacan los microorganismos, que son los principales actores en procesos clave como la descomposición de materia orgánica, la fijación de nitrógeno y la producción de gases de efecto invernadero. En este artículo, abordamos la ecología microbiana en sistemas acuáticos continentales, centrándonos en ríos y lagos y su importancia como hábitats para los microbios.

Ecología microbiana en ríos

Los ríos son sistemas dinámicos que se caracterizan por una fuerte variabilidad temporal y espacial de sus condiciones físicas y químicas. Desde aguas arriba hasta aguas abajo, los ríos cambian su tamaño, velocidad, profundidad, temperatura, flujo y composición química debido a los aportes de aguas superficiales y subterráneas, los procesos de erosión y sedimentación, las descargas de aguas residuales y otros factores ambientales. Estos cambios, a su vez, influyen en la distribución y la actividad de los microorganismos que habitan en el río, así como en su capacidad para llevar a cabo funciones ecológicas específicas. En los ríos, los microbios se distribuyen en diferentes hábitats acuáticos, como las láminas de agua, el sedimento del fondo, las rocas y los troncos sumergidos. Estos hábitats presentan características físicas y químicas diferentes, como concentraciones distintas de oxígeno, nutrientes, materia orgánica y metales pesados, que modulan la diversidad y la actividad de los microorganismos presentes en cada uno de ellos. Por ejemplo, los sedimentos del fondo del río son habitados por comunidades microbianas especializadas en la degradación de materia orgánica y nutrientes, mientras que las rocas y los troncos sumergidos pueden albergar comunidades microbianas fotosintéticas y autotróficas que producen oxígeno y otros compuestos. Además de estas diferencias intrahábitat, los ríos también presentan gradientes de diversidad y actividad microbiana a lo largo de su curso y en función de los diferentes impactos antropogénicos. Por ejemplo, los ríos urbanos y degradados suelen presentar una menor diversidad y una mayor concentración de bacterias patógenas y contaminantes, mientras que los ríos rurales y naturales suelen ser más diversos y tener una mayor proporción de bacterias beneficiosas y autóctonas. En general, los ríos son sistemas altamente vulnerables a la contaminación microbiológica y química, lo que requiere de una gestión adecuada para proteger su biodiversidad y su valor ecológico.

Ecología microbiana en lagos

Los lagos son sistemas acuáticos cerrados que se caracterizan por una menor variabilidad temporal y una mayor estabilidad del medio ambiente. Esto se debe a que los lagos tienen una menor conexión con otros cuerpos de agua y a que su volumen de agua es mayor que el de los ríos, lo que reduce los efectos de las descargas de agua y los impactos humanos. A pesar de esto, los lagos también están sujetos a cambios en sus condiciones físicas y químicas, tales como variaciones en la temperatura, la circulación del agua, la estratificación térmica y la disponibilidad de nutrientes. En los lagos, los microbios ocupan distintos nichos ecológicos, como la columna de agua, el sedimento del fondo y la interfaz entre ambos. La columna de agua se divide en distintas zonas en función de la disponibilidad de luz, nutrientes y oxígeno, lo que favorece la coexistencia de diferentes tipos de microorganismos. Por ejemplo, en la zona epilimnética (superficial) del lago se encuentran las algas fotosintéticas, que aprovechan la luz para producir materia orgánica y oxígeno, así como las bacterias heterotróficas, que se alimentan de la materia orgánica producida y desempeñan funciones de remineralización y de nitrificación. En la zona mesolimnética (intermedia) y la zona hipolimnética (profunda), la concentración de oxígeno disminuye y se establecen comunidades microbianas especializadas en la reducción de nitratos y sulfatos, así como en la hidrólisis de compuestos orgánicos complejos. El sedimento del fondo del lago es también un hábitat importante para los microbios, especialmente para aquellos que realizan procesos anaerobios y degradación de materia orgánica. Los sedimentos del fondo tienen una alta densidad de microorganismos y juegan un papel fundamental en la reciclaje de nutrientes y la producción de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono, el metano o el óxido nitroso. Sin embargo, la actividad microbiana en el sedimento puede ser afectada por la presencia de contaminantes, como metales pesados, plaguicidas o productos farmacéuticos, que pueden inhibir la actividad y la diversidad de las comunidades microbianas.

Importancia de la ecología microbiana en sistemas acuáticos

La ecología microbiana en sistemas acuáticos continentales es un campo de gran importancia para la comprensión de la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos y para la evaluación de los impactos humanos en ellos. Los microbios son responsables de numerosas funciones clave en los sistemas acuáticos, como la producción primaria, la remineralización de nutrientes, la descomposición de materia orgánica y la regulación del clima a través de la producción de gases de efecto invernadero. Además, los microbios son indicadores sensibles de la calidad del agua y de la presencia de contaminantes en los sistemas acuáticos, lo que los convierte en herramientas importantes para la gestión y el monitoreo de los cuerpos de agua. En los últimos años, la ecología microbiana en sistemas acuáticos ha experimentado un importante avance gracias a las nuevas tecnologías de secuenciación de ADN y de análisis de bioinformática. Estas herramientas permiten estudiar la diversidad y la actividad de las comunidades microbianas de forma más precisa y detallada, así como identificar y cuantificar a los microbios presentes en los sistemas acuáticos. Estos avances son claves para la identificación de los microbios que desempeñan funciones ecológicas críticas, así como para la evaluación de los impactos antropogénicos en los sistemas acuáticos y en su biodiversidad microbiana.

Conclusiones

La ecología microbiana en sistemas acuáticos continentales es un campo de gran importancia para la comprensión de la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos y para la gestión y el monitoreo de su calidad ambiental. En los ríos y los lagos, los microbios ocupan diferentes nichos ecológicos y realizan funciones ecológicas claves como la producción primaria, la remineralización de nutrientes y la descomposición de materia orgánica. Sin embargo, la actividad microbiana en los sistemas acuáticos puede ser afectada por la presencia de contaminantes y otros impactos humanos, lo que requiere de una gestión adecuada para proteger su biodiversidad y su valor ecológico. En conclusión, la ecología microbiana en sistemas acuáticos es un campo en constante evolución que está permitiendo una mayor comprensión de los procesos ecológicos y una mejora en la gestión de los recursos acuáticos. A medida que se avanza en la tecnología y en el conocimiento, se espera que se puedan desarrollar nuevas herramientas y estrategias para la protección y la preservación de los sistemas acuáticos y su biodiversidad microbiana.