4.2 MICROORGANISMOS ASOCIADOS A LOS MANGLARES

Los manglares no solo representan una fuente de energía y sustratos de sostén sino que también sirven como área nodriza y de medio de protección a una gran cantidad de organismos que encuentran en sus troncos, entre sus raíces o el fango un refugio natural.

Entre ellos encontramos microorganismos, que representan un grupo muy importante en la biota de los estuarios, puesto que tanto bacterias como hongos intervienen en procesos básicos como el de descomposición, estando adaptados para utilizar el material detrítico producido por la caída de las hojas o los productos intermediarios dejados por la degradación mecánica, química o realizada por otros organismos.

Numerosas especies bacterianas y algunas algas microscópicas o protozoos, proliferan en la superficie expuesta a la humedad formando una biopelícula de microorganismos contenidos en una matriz de polisacáridos. Las biopeliculas se forman en todas las superficies sumergidas, tanto en agua dulce como de mar o bien sobre soportes constantes húmedos. El 99% de toda la actividad microbiana en un ecosistema abierto ocurre sobre la superficie.

Los principales grupos de microorganismos que se encuentran en estas áreas son bacterias, que constituyen el 91% de la biomasa microbiana total, hongos, algas y protozoarios en un 7% y 2%, respectivamente (Alongi, 1988). Estos microorganismos pueden utilizar carbohidratos, proteínas, grasas, celulosalignia y transformar el tejido vegetal en descomposición en protoplasma microbiano. Las levaduras también son muy importantes pudiendo presentarse en algunos estuarios.

La asociación microbio-nutrientes-planta funciona como un mecanismo para conservar los escasos nutrientes dentro del ecosistema de manglar, sin embargo, algunos estudios han demostrado que las actividades de pastoreo y otras actividades antrópicas han dado lugar a suelos hipersalinos que retrasan el crecimiento microbiano, generando tasas bajas en los procesos de descomposición de la materia orgánica, especialmente en suelos de superficie compactada y seca de los ecosistemas de manglar (Alongi, 2005).

4.3 BACTERIAS

Son uno de los principales grupos que habitan en áreas de los manglares, estas son responsable de la mayor parte del flujo de carbono en sedimentos de manglar de zonas tropicales La mayor parte de bacterias se encuentran en zonas de planos lodosos anteriores a los manglares donde se hallan asociadas a las partículas de sedimentos, hojas de mangles muertas y a materia orgánica particulada. En estas condiciones obtienen la energía a partir de detritus y de materia orgánica disuelta.

Las comunidades bacterianas que habitan el ecosistema de manglar sostienen al manglar a través de tres mecanismos principales:

1) La mineralización de materia orgánica bajo condiciones principalmente anaerobias y microaerofílicas.

2) Altas tasas de fijación biológica de nitrógeno que lleva a contribuir con un 40–60% de los requerimientos de hidrogeno del sistema.

3) La presencia de bacterias asociadas a nutrientes y sustancias tales como fuentes de nitrógeno, fósforo, hierro y fitohormonas (Holguín et al., 2001).

Los grupos de bacterias asociadas a los mangles también tienen como función:

♦ Renovar el H2S, el cual es toxico, transformándolo por medio de reacciones químicas en azufre elemental o en sulfuro, el cual es precipitado al fondo lodoso de los estuarios.

♦ Fijar N2 como uno de los procesos bacterianos de mayor importancia en manglares. Sobre todo en zonas áridas y semiáridas, rizosfera, corteza y hojas en proceso de descomposición.

♦ Utilizar el carbono orgánico disuelto que fluye de los sedimentos, para prevenir la exportación de este a sistemas adyacentes como cadenas tróficas pelágicas o aguas lagunares (Alongi et al., 1989).

♦ Participar en la absorción y retención de metales. Ha sido demostrado que las cepas de Cunninghamella elegans aisladas del sedimento de manglar son capaces de retener cobre (Cu) mediante la precipitación intracelular por polifosfatos (Mendes de Souza et al. 2005). De manera similar se han identificado microorganismos en la rizosfera de Laguncularia racemosa y Avicennia germinans que pueden generar ácidos orgánicos que participaban en la absorción de iones por la raíz, contribuyendo posiblemente en la tolerancia a Elementos Potencialmente Tóxicos (Vázquez et al., 2000).

En general, las raíces de los mangles presentan la mayor tasa de fijación de nitrógeno de la rizosfera, lo cual está relacionado con la presencia de Azobacterias como Chroococcum A y Beijerincki, y con algunos factores físicos como la luz y temperatura. Las azobacterias mencionadas anteriormente además de la función de fijación que cumplen, son capaces de sintetizar fitohormonas necesarias para el crecimiento y producción de pigmentos de las plántulas de mangle (Ravikumar et al., 2004).

Una evaluación de la comunidad de cianobacterias asociadas a las raíces aéreas (neumatóforos) del mangle negro, permitió localizar los sitios de colonización preferidos por diferentes grupos bacterianos. Las cianobacterias filamentosas como lyngbya sp. y Oscillatoria sp. colonizan principalmente la parte inferior de la raíz aérea; en la parte media dominaron las cianobacterias filamentosas como Microcoleus sp., mientras que las cocoidales como Aphanoteche sp. mostraron preferencia por colonizar la parte superior de los pneumatóforos (Toledo et al., 1995).

Otro grupo de microorganismos bacterianos de gran importancia en manglares son las bacterias solubilizadoras de fosfato inorgánico, las cuales a través de la producción de ácidos orgánicos disuelven formas de fosfato que se encuentran inmovilizadas por cationes de calcio, aluminio y hierro, liberándolas en solución y permitiendo así su asimilación por parte de las plantas.

Entre las cepas bacterianas asociadas a la capacidad solubilizadora de fosfato están las aisladas a partir de mangle negro como: Bacillus amyloliquefaciens, B. licheniformis, Enterobacter aerogenes, E. taylorae, E. asburiae y Kluyvera cryocrescens y las ailadas a partir de mangle blanco: B. licheniformis, Chryseomonas luteola y Pseudomonas stutzeri (Vázquez et al., 2000).

Las bacterias nitrificantes y sulfato reductoras son las que principalmente llevan a cabo las funciones de degradación de la materia orgánica en los sedimentos anaeróbicos y microaerofilicos del manglar. Las bacterias sulfato reductoras, además de ser los principales descomponedores de materia orgánica en suelos anaerobios, participan en la mineralización del azufre y en la disponibilidad de hierro y fósforo en manglares

Existe un beneficio mutuo que resulta de la asociación bacteria-planta. Las bacterias se alimentan de las sustancias liberadas por las raíces de la planta, y ésta a su vez se beneficia de los nutrientes que las bacterias le proporcionan mediante la fijación de nitrógeno, solubilización de fosfato, entre otras.

La participación de microorganismos en el funcionamiento y transformación de nutrientes dentro de los ecosistemas de manglar ha sido muy exitosa. Algunos estudios han aplicado microorganismos obtenidos de rizósfera de mangle en plántulas de mangle, obteniendo un aumento en la incorporación de nitrógeno foliar, siendo aún mayor al inocular una mezcla del microorganismo solubilizador de fosfatos (MSF) Bacillus licheniformis y la bacteria fijadora de nitrógeno (BFN) Phyllobacterium sp (Vanegas, 2004).

La aplicación de microorganismos promotores de crecimiento vegetal (MPCV) en plántulas de mangle, representa una alternativa adicional de mejoramiento con respecto a las técnicas ya utilizadas de restauración de ecosistemas de mangle, ya que permiten mejorar la sanidad de las plántulas, aumentar el aporte de nutrientes y fortalecer su sistema radicular, lo cual resulta útil en el establecimiento de manglares artificiales en zonas deterioradas por deforestación (Holguín et al. 1992, 2001; Vázquez et al. 2000).

En relación con el área de la biotecnología, actualmente los ecosistemas de manglar representan una importante fuente potencial de recursos biotecnológicos, pues las bacterias que allí residen pueden ser explotadas en la caracterización de nuevas enzimas, aplicadas a medicina y agricultura. Las bacterias asociadas a estos procesos biotecnológicos son del orden Actinomycetales y Bacillales y Vibrionales, según lo reportado por Zhong-shan et al., 2009. La Tabla 1 presenta los géneros de bacterias de mangles más comunes asociadas a procesos biotecnológicos.