Ejercicio resuelto de Ciclos biogeoquímicos · Biología · 2021

Algunos microorganismos son de gran importancia para la humanidad. Explique cuál es la función de los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos. Ponga dos ejemplos de microorganismo utilizados en la industria farmacéutica, citando los productos que se obtienen y la importancia para la humanidad. [1 punto]

$\textbf{Algunos microorganismos son de gran importancia para la humanidad. Explique cuál es la función de los microorganismos en los ciclos biogeoquímicos. Ponga dos ejemplos de microorganismo utilizados en la industria farmacéutica, citando los productos que se obtienen y la importancia para la humanidad. [1 punto]}$

Los ciclos biogeoquímicos son los recorridos que hacen los elementos químicos —carbono, nitrógeno, azufre, fósforo— entre la materia viva y el medio físico. Sin microorganismos esos ciclos se detendrían, porque son ellos los que llevan a cabo las transformaciones que ningún otro ser vivo puede realizar.

Su primera función es la de descomponedores. Bacterias y hongos degradan los restos orgánicos —cadáveres, excrementos, hojarasca— hasta compuestos inorgánicos sencillos, que las plantas pueden volver a asimilar. Si no lo hicieran, la materia quedaría inmovilizada en los restos y los ecosistemas se agotarían en pocas generaciones.

Su segunda función se aprecia mejor en el ciclo del nitrógeno, donde intervienen en casi todos los pasos. La fijación del nitrógeno atmosférico, que solo saben hacer determinados procariotas —$\textit{Rhizobium}$ en simbiosis con las leguminosas, $\textit{Azotobacter}$ libre en el suelo y las cianobacterias—, es el único modo de que el $N_2$ del aire entre en la biosfera. La amonificación transforma el nitrógeno orgánico de los restos en amoníaco. La nitrificación lo oxida a nitrito y a nitrato, forma en que las plantas lo absorben, y la realizan bacterias quimiosintéticas como $\textit{Nitrosomonas}$ y $\textit{Nitrobacter}$. Y la desnitrificación devuelve el nitrógeno a la atmósfera cerrando el ciclo.

Actúan de forma equivalente en los ciclos del azufre, con las sulfobacterias, y del hierro, con las ferrobacterias, y en el del carbono como descomponedores y, en el caso de las cianobacterias, como productores primarios.

En cuanto a la industria farmacéutica, dos ejemplos:

El hongo $\textit{Penicillium}$ produce penicilina, el primer antibiótico, descubierto por Fleming en 1928. Su importancia es difícil de exagerar: los antibióticos convirtieron en curables infecciones que hasta entonces mataban —neumonías, septicemias, infecciones de heridas quirúrgicas— y son la razón de buena parte del aumento de la esperanza de vida en el siglo XX. Otros hongos y bacterias del género $\textit{Streptomyces}$ producen la mayoría de los antibióticos restantes.

La bacteria $\textit{Escherichia coli}$, modificada por ingeniería genética, produce insulina humana desde 1982. Antes se extraía del páncreas de cerdos y vacas: era escasa, cara, ligeramente distinta de la humana y provocaba reacciones alérgicas. La recombinante es idéntica a la nuestra, se obtiene en cantidad ilimitada y sin riesgo de contagio, y ha cambiado el tratamiento de millones de diabéticos. Por el mismo procedimiento se obtienen la hormona del crecimiento, los factores de coagulación, el interferón y la vacuna de la hepatitis B.