Els ambients rics en bacteris

L’omnipresència bacteriana

Es difícil trobar sobre la Terra llocs on no hi hagi bacteris. Aquests microorganismes han colonitzat tots els hàbitats que poden allotjar la vida, és a dir, llocs on hi ha aigua en estat líquid i hi ha disponibilitat de nutrients energètics i plàstics per a mantenir el funcionament d’una cèl·lula. Els bacteris han aconseguit colonitzar ambients que des del punt de vista de l’home són autènticament extrems, i en els quals es fa difícil imaginar que hi puguin haver formes vives.

Així, per exemple, trobem bacteris multiplicantse en aigües molt calentes, que brollen prop dels 100°C a les fonts de les zones volcàniques o, en aigües encara més calentes, si la surgència termal es troba al fons de la mar, ja que la pressió hidrostàtica no deixa bullir l’aigua fins que la temperatura és més alta de 100°C: es tracta dels bacteris termòfils i dels hipertermòfils. A l’extrem ecològic oposat trobem els bacteris psicròfils, que poden multiplicar-se a temperatures de —10°C o inferiors, en petites cubetes d’aigua molt salada que queden envoltades de gel quan es congelen les aiguës marines. Hi ha bacteris adaptats a viure en ambients molt poc concentrats en sals i en aliments: són els bacteris oligocarbòfils, que fins i tot poden viure en aigua destil·lada. Per altra banda, hi ha bacteris que poden viure en els cristal·litzadors de les salines: són els halòfils extrems, que viuen bé i es reprodueixen en aigües amb un contingut de més de 300 gr de sals (principalment clorur de sodi) per litre. Si tenim en compte el pH dels medis naturals, existeixen procariotes que poden viure en ambients amb un pH entre 1 i 2, com ara l’estómac de molts mamífers, les aigües de drenatge de les mines i de certes zones volcàniques, etc.: són els bacteris acidòfils. Altres bacteris poden colonitzar ambients on el pH arriba fins a 10 o 11, com ara alguns llacs alcalins o altres ambients on es produeix despreniment d’amoni a causa de la putrefacció o de la descomposició de substrats orgànics rics en grups amina: són els bacteris alcalòfils. Podríem posar exemples semblants fixant-nos en altres factors ambientals, com les condicions d’oxigenació, el tipus i l’abundància dels nutrients, el substrat físic sobre el qual té lloc el creixement bacterià, etc.

Tot plegat posa de manifest, i de forma ben clara, que l’estructura cel·lular procariòtica és, de totes les que han aparegut sobre la Terra, la forma de vida que ha permès una més gran diversificació adaptativa a nivell fisiològic. En efecte, els bacteris són presents a tot arreu a la biosfera. Per a detectar-los, hom pot emprar senzilles tècniques microscòpiques, quan són abundants, o tècniques bàsiques de cultiu quan la seva presència és menys evident. En aquest darrer cas, el cultiu d’enriquiment, que afavoreix la multiplicació d’un grup determinat de microorganismes, a voluntat del microbiòleg, és molt adient.

És comprensiblement difícil repassar i descriure tots i cadascun dels hàbitats rics en bacteris que podem trobar al voltant nostre. D’entre tots n’hem escollit uns quants, atenent al seu interès intrínsec o a la seva aparença macroscòpica, que els fa detectables per un naturalista observador.

Els bacteris del cos humà

Microflora bacteriana del cos huma. A dalt, propioniobacteris i cèl·lules de desquamació de la pell de darrera l’orella; al mig, espiroquetes del gènere Treponema, bacteris corbats del gènere Selenomonas i altres bacteris de la tosca de les dents; a baix, fusobacteris i estreptococs de l’epiteli de la boca, amb una cèl·lula epitelial coberta d’estreptococs, un leucòcit. 

Francesc Torrella

No cal anar gaire lluny per a trobar ambients rics en bacteris. En efecte, el propi cos humà ofereix diversos àmbits on els microorganismes procariòtics són nombrosíssims d’una manera habitual. Aquesta colonització ens afecta de manera positiva o negativa, però gràcies a ella podem sobreviure. En conjunt, aquests bacteris constitueixen la microflora habitual de l’home, ben distinta de les poblacions bacterials patògenes que en un moment determinat poden envair-lo i causar-li malalties.

La microflora intestinal

Recordem, en primer lloc, que el contingut intestinal és un ambient molt ric en bacteris. Els excrements de l’home són constituïts en gran part per material bacterià. És possible comptar fins a 100 000 milions (1011), i encara més, de bacteris, per gram de matèria fecal. Molts d’aquests microorganismes són ja morts quan la femta és expulsada, però han estat vius durant el trànsit intestinal. Durant aquest període, els microorganismes intestinals han jugat un paper molt important en la digestió dels aliments i en la nutrició vitamínica de l’home. La major part dels bacteris intestinals són bacils anaeròbics estrictes, dels gèneres Bacteroides, Fusobacterium, Leptotrichia, vibrions del mateix grup fisiològic, com Butyrivibrio, clostridis en forma vegetativa o en estat d’endòspora, estreptococs del grup fecal, etc. Alguns bacteris, com Escherichia coli, anaerobi facultatiu, el bacil coliforme més emprat com a indicador de contaminació fecal d’aigües i d’aliments, poden arribar a concentracions de 10 milions (107) d’unitats per gram de femta. Però tot i essent aquesta una xifra alta, només representa, com a màxim, el 0,01% de la població total bacteriana dels excrements. A més a més, totes les parets de la mucosa intestinal, sobretot els sectors inferiors, són entapissades per milions de microorganismes que hi estan adherits. Fins i tot el nostre estómac, amb el seu pH 1, es presta a la colonització bacteriana, i hi trobem microorganismes especialitzats, com Sarcina ventriculi.

La composició de la microflora intestinal és molt sensible al tipus de règim alimentari de cada individu. Un cas extrem el trobem en els infants alletats per la mare en els primers mesos de vida. En aquests nadons, la microflora intestinal és dominada per Bifidobacterium bifidum i altres espècies del gènere, adaptades a la fermentació dels sucres i a la producció d’àcid làctic. En anar creixent i canviar de règim alimentari, la flora bacteriana del nen va canviant i es va transformant en la de l’adult descrita més amunt.

La microflora dèrmica

La pell, i sobretot la de les zones més humides i protegides, és un altre hàbitat colonitzat pels bacteris i pels llevats. Els bacteris poden arribar a concentracions de més de 10 milions per centímetre quadrat. S’estableixen fonamentalment a l’estrat corni de l’epidermis. La flora bacteriana canvia, depenent de la zona de la pell de què es tracti. Hi ha llocs, vora el nas, rics en estafilococs (Staphylococcus), i en micrococs (Micrococcus), mentre que en altres zones predominen els estreptococs (Streptococcus) i els lactobacils (Lactobacillus); a les zones més humides i greixoses, els propionibacteris (Propionibacterium) són molt abundants, i responsables de les diferents olors de suor (en realitat, aquestes olors es deuen al metabolisme fermentatiu d’aquests bacteris, els quals alliberen àcids grassos de baix pes molecular, com el propiònic, el butíric, el càpric, etc.). La presència de molts d’aquests microorganismes és desitjable, ja que la seva colonització afavoreix la formació de compostos químics que protegeixen l’organisme de la invasió d’altres microorganismes potencialment patògens.

Un altre ambient epitelial típicament colonitzat per bacteris és el representat per les mucoses i especialment per les gènito-urinàries i la bucal. La vagina de la dona conté una abundant població de lactobacils, principalment Lactobacillus acidophilus, que juntament amb d’altres espècies del mateix gènere, fermenten els sucres que són alliberats per la degradació enzimàtica del glicogen vaginal. Són responsables del baix pH (4-5) de la vagina sana, gràcies al qual s’impedeix la proliferació de protozous paràsits, com Trichomonas vaginalis, o de llevats del gènere Candida.

La microflora bucal

La boca humana ofereix molts hàbitats diferents als bacteris: superfície de les dents, llengua, genives, intersticis dentaris, etc. La situació es fa especialment favorable a la colonització, a causa de les restes de menjar que queden fixades entre o sobre les dents. L’esmalt dentari és colonitzat per Streptococcus sanguis primer i, si la dieta és rica en sucres, hi apareix en abundància S. mitis. Tots dos tipus de bacteris s’envolten de glicocalzes consistents, que els subjecten a l’esmalt dentari. Les colònies d’aquests organismes formen la placa dentària, que aviat serà substrat per a molts altres bacteris, com els lactobacils i espècies filamentoses. Els àcids sintetitzats per aquests bacteris, sobretot l’àcid làctic, descalcifiquen el teixit ossi de les dents i permeten l’atac proteolític d’altres organismes. El carrall o tosca dentària, que s’acumula entre les dents o entre dent i geniva, és colonitzat per una gran varietat de bacteris, entre els quals es troben moltes espiroquetes anaeròbiques estrictes, pertanyents al gènere Treponema, i molts bacils i formes vibrioides dels gèneres Bacteroides, Fusobacterium, Leptotrichia, Selenomonas, Campylobacter, Lactobacillus, etc.

Els bacteris dels habitatges humans.

Deixant el cos humà, però sense apartar-nosen gaire, trobem que hi ha molts bacteris en els habitatges humans i en les instal·lacions construïdes per l’home.

A les cambres de bany, hom pot descobrir comunitats microbianes prou interessants que, juntament amb diferents fongs i alguna alga esciòfila, quan l’ambient és prou il·luminat, es multipliquen en el material anomenat "míldiu de les cambres de bany", substància de color negre o bru fosc que es forma entre les rajoles, a la base de les aixetes, a les juntes de goma dels tubs, a la part baixa de les cortines de bany, etc. Les condicions d’aquests ambients poden ser molt extremes, tant pel que fa a l’oscil·lació de períodes de deshidratació i d’hidratació, la qual cosa afavoreix les formes capsulades, com pel que fa al pH del medi. Aquest pot arribar fàcilment a 10, a causa de les restes de sabons alcalins.

Les mateixes cisternes de l’aigua dels wàters, sobretot les de plàstic translúcid, si són prop de finestres, allotgen riques comunitats de fongs, algues i bacteris, a la part baixa, on sempre hi ha aigua. El conjunt funciona com un sistema de cultiu continu, alimentat periòdicament amb els nutrients de l’aigua que entra i surt.

Els dipòsits d’aigua calenta i les canonades que la porten cap als diferents punts d’un habitatge poden estar colonitzats per bacteris termòfils. D’aquests llocs han estat isolades moltes soques de Thermus aquaticus, un organisme heterotròfic que presenta una temperatura òptima de creixement entre 70 i 75°C, amb una màxima de 80°C i una mínima de 40°C. En condicions naturals, aquest bacteri viu a les surgències d’aigües calentes de les zones volcàniques.

Les torres de refrigeració, els aparells d’aire condicionat i els seus condensadors, les dutxes i qualsevol altre sistema de la vida moderna que produeixi aerosols, poden ser font d’infecció pels bacteris del gènere Legionella (L. pneumophila, L. micdadei, etc.). Normalment, aquests microorganismes viuen als rius, llacs i sòls humits de les ribes, però han colonitzat amb èxit els tipus d’ambients humits creats per l’home, com els esmentats més amunt. Totes les legionel·les són potencialment patògenes i poden produir pneumònies, com la legionel·losi i d’altres.

Els bacteris dels aliments

Molts aliments són el fruit de l’activitat microbiana i, quan l’home els ingereix, consumeix en molts casos grans quantitats dels microorganismes que donaren lloc al producte. Així succeeix en el cas dels fermentats làctics, com el iogurt i el quefir, els formatges, els embotits que han sofert un llarg procés de curació, els fermentats vegetals i molts altres.

Els bacteris més comuns en el iogurt, causants de la seva formació, són Lactobacillus plantarum i Streptococcus thermophilus. Els formatges, durant la seva maduració, poden arribar a contenir fins a 100 milions de lactobacils per gram de producte. Es tracta principalment de Lactobacillus casei, L. plantarum, L. lactis i d’altres. En el quefir, que s’obté fermentant la llet amb un inòcul d’aspecte cartilaginós i de color blanc format per microorganismes, intervenen un lactobacil, un estreptococ i un llevat. El vinagre és el fruit de la transformació de l’alcohol del vi en àcid acètic, portat a terme per l’acció dels bacteris del gènere Acetobacter. No és rar que, a l’interior de les vinagreres que s’han mantingut un cert temps sense netejar, aparegui un pòsit mucós format pels materials capsulars de milions de bacteris dels gèneres Acetobacter i Gluconobacter.

Ens manca espai per a revisar aquí tots els casos de proliferació bacteriana en els aliments que porten a llur destrucció i, sovint, per desgràcia, a la intoxicació de les persones. Tanmateix direm que gairebé tots els aliments són substrats ideals per al creixement dels bacteris, sobretot els que són fets amb productes parcialment desnaturalitzats. Si no es prenen les precaucions necessàries, la multiplicació bacteriana pot conduir a l’alliberament de toxines. Recordem, com a exemples prou coneguts, les intoxicacions produïdes per estafilococs (Staphylococcus aureus), que colonitzen les cremes i productes de pastisseria, maioneses, etc., les diarrees i febres produïdes per les salmonelles (Salmonella typhi, S. enterititis), o els emmetzinaments causats per l’activa toxina botulínica, produïda per Clostridium botulinum en les llaunes de les conserves mal esterilitzades.

Els bacteris del rumen

En el sistema digestiu dels ruminants, els bacteris i altres microorganismes, en grans quantitats, fan possible una cosa tan difícil com la digestió de la cel·lulosa, juntament amb la d’altres polisacàrids vegetals. En el procés, els microorganismes transformen un aliment bàsicament ric en glúcids en un altre de proteic i nitrogenat: els mateixos bacteris. Això es produeix gràcies a l’assimilació, tant dels glúcids com del nitrogen inorgànic, o en forma d’urea, per part dels bacteris.

Les vaques, cabres, ovelles i d’altres ruminants domesticats depenen, doncs, dels procariotes per a completar la seva digestió i fer possible la seva alimentació. Indirectament, també l’home en depèn, ja que aquest tipus de bestiar és una de les fonts de proteïna més importants per a la humanitat. El contingut líquid del rumen porta entre 1010 i 1011 microorganismes per mil·lilitre, la majoria anaeròbics estrictes, que fermenten els glúcids, alliberant finalment àcids acètic, propiònic i butíric, i gasos com el diòxid de carboni i el metà. Els àcids esmentats, i altres que es formen durant el procés digestiu, són emprats com a font d’energia pels animals. Per altra banda, quan les nodrides poblacions bacterianes passen a l’intestí del ruminant, moltes cèl·lules moren i l’animal aprofita el seu contingut en aminoàcids i proteïnes sintetitzades prèviament.

Les interrelacions tròfiques entre els diferents bacteris del rumen són molt complexes. S’hi troben diferents grups fisiologies, tots ells anaeròbics estrictes. Així, hi ha degradadors de cel·lulosa, com Bacteriodes fibrisoivens i Ruminocoecus albus, degradadors de midó, com Bacteroides amylophilus i Selenomonas ruminantium, productors de metà, com Methanobrevibacter ruminantium, i molts altres.

Els bacteris del sòl

Nòduls produïts per bacteris simbiótics, del gènere Rhizobium, a les arrels de les lleguminoses. A dalt, nòduls en ventall sobre Astragalus sesameus; al mig, sobre Medicago hispida; a baix, morfologies difteroides i pleomòrfiques de Rhizobium extret d’un nòdul de lleguminosa.

Francesc Torrella

No solament el sòl és un lloc habitat per grans poblacions bacterianes, sinó que la seva formació depèn, en gran part, de l’activitat microbiana. El metabolisme bacterià, juntament amb el dels fongs i d’altres microorganismes, contribueix a la degradació de la matèria orgànica i a la formació de l’humus. En els sòls ben drenats, i, per tant, suficientment airejats, els bacteris colonitzen la superfície de les partícules del sòl formant-hi microcolònies. És precisament a la superfície de les partícules, recoberta per una pel·lícula d’aigua del sòl (aigua matricial), on els microorganismes troben condicions més favorables per a llur desenvolupament.

Els bacteris del sòl, entre altres funcions essencials per al manteniment de l’economia d’aquest medi, en porten a terme algunes de fonamentals, com ara la mineralització de la matèria orgànica i la transformació dels compostos de nitrogen, fòsfor i sofre en formes moleculars fàcilment assimilables per part de les plantes. Destaquen per la seva activitat característica els bacteris fixadors de nitrogen atmosfèric, entre els quals n’hi ha de vida lliure com els Azotobacter i Azomonas, i de vida simbiòtica, a l’interior de les arrels de les lleguminoses, on formen nòduls radicals molt característics. Entre aquests bacteris simbiòtics, el gènere Rhizobium és el més conegut, però també Bradyrhizobium es troba formant nòduls en algunes lleguminoses conreades o espontànies. La rizosfera és la zona que envolta l’aparell radicular més jove de les plantes. És la seu d’una intensa activitat bacteriana, potenciada per les molècules orgàniques que deixa anar el vegetal. Hom creu que el rendiment d’alguns conreus de cereals és potenciat per l’establiment, a nivell de la rizosfera, d’alguns bacteris fíxadors de nitrogen, com Spirillum lipoferum i Azotobacter paspali. Alguns arbres, com els verns (Alnus), o arbustos, com el roldor (Coriaria myrtifolia), presenten nòduls radicals fíxadors de nitrogen, formats per actinomicets del gènere Frankia.

Quan un sòl és poc drenat i es troba en zona humida o és regat amb molta freqüència, els bacteris es multipliquen ràpidament en l’aigua que omple els intersticis del sòl, n’esgoten l’oxigen i creen condicions anaeròbiques. Aquesta situació ofega les rels dels vegetals no adaptats als sòls entollats i permet l’activitat dels bacteris del sofre, que alliberen sulfur d’hidrogen, tòxic per a les plantes. La mateixa situació estimula l’activitat de desnitrificació, a càrrec de bacteris anaeròbics, que provoca la pèrdua de nitrogen combinat del sòl, que passa a gas (N2 i N2O).

Els bacteris de les aigües dolces continentals

La microflora bacteriana de les aigües contaminades

Ambients d’aigua dolça rics en bacteris. A dalt, a l’esquerra, dues espècies de Thiothrix subjectes a les parets d’una puda (Vallfogona de Riucorb); a dalt, a la dreta, llots ocres de bacteris del ferro i precipitats fèrrics (font del Ferro, Poblet); al mig, a l’esquerra, aspecte macroscòpic dels "fongs d’aigua", en una sèquia d’aigües residuals, formats per filaments de Sphaerotilus natans; al mig, a la dreta, detall microscòpic d’aquests; a baix, colònia dendroide de Zoogloea ramigera i detall. 

Francesc Torrella

En els ambients d’aigua dolça contaminats és on resulta més fàcil observar el creixement macroscòpic dels bacteris. Una ullada als torrents, rierols i, en general, a les aigües corrents on són abocats els residus urbans, permet descobrir gairebé sempre els mal anomenats "fongs d’aigua", que es presenten en forma de llargues cabelleres de color gris o brunenc, subjectes al substrat sòlid. D’aquesta manera, es mouen en el si del corrent de forma característica. En realitat, no es tracta de fongs, sinó de l’acumulació de milions de filaments del bacteri Sphaerotilus natans, que forma llargues cadenetes de cèl·lules enenvoltades per una beina. Examinant amb el microscopi mostres de les parets d’aquests llocs, hom pot veure masses mucilaginoses del bacteri Zoogloea ramigera, i d’altres de semblants, a més a més de bacteris de moltes més morfologies, que es troben en aquests ambients, afavorits per la riquesa nutritiva del medi.

Les basses fondes d’autodepuració d’aigües fecals (5-10 m de fondària) constitueixen un sistema de depuració que, pel seu baix cost és cada dia més freqüent. Fonamenten el seu funcionament en l’activitat bacteriana, localitzada sobretot en l’etapa inicial del procés digestiu. En aquests llocs la terbolesa de les aigües és deguda en gran part als milions de microorganismes presents per mil·lilitre. Les capes superficials, ben il·luminades i oxigenades, són colonitzades per algues, però, ja a molt poca fondària (0,5-1,5 m), s’entra en el regne dels bacteris. Aquí hi ha sovint capes acolorides, riques en bacteris fotosintetitzadors, que aprofiten l’energia lumínica infraroja i les fonts d’electrons dels compostos de sofre reduïts i de la matèria orgànica. Més cap al fons, els bacteris del metà alliberen aquest gas, que puja cap a la superfície en forma de bombolles grosses. Precisament els bacteris del metà, entre altres, són els responsables del funcionament dels tancs de digestió de matèries fecals de les plantes de depuració d’aigües residuals. La seva activitat és tan intensa que, fins i tot, en algunes explotacions agrícoles, hom aprofita el gas metà després com a combustible i font energètica.

La microflora bacteriana dels llacs i les llacunes

Epifitisme bacterià. Diferents grups d’algues, amb bacteris adherits a llur superfície. A dalt, a l’esquerra, Cosmarium colonitzat per bacteris del gènere Hyphomicrobium; a dalt, a la dreta, Oscillatoria tenuis, amb el filament cobert de bacteris del gènere Cytophaga; a baix, a l’esquerra, filament de Cladophora amb una rica microflora epifítica de Thiotrhix; a baix, a la dreta, fílaments del bacteri Phragmidiothrix sobre una alga marina. 

Francesc Torrella

Aquests ambients no es poden considerar típicament rics en bacteris en el sentit que sigui possible detectar-n’hi en tot moment poblacions importants. Però si hom empra moderns sistemes de microscòpia electrònica o de fluorescéncia per a comptar els bacteris, pot comprovar com, a les aigües mesotròfiques i sobretot a les eutròfiques, la concentració de bacteris arriba fàcilment als 104 microorganismes per mil·lilitre. La majoria d’aquests bacteris no són fàcils de cultivar al laboratori i l’ecòleg microbià s’ha de conformar d’observar-los amb la microscòpia. Molts d’aquests bacteris estan especialitzats en la vida a baixes concentracions de matèria orgànica i d’altres aprofiten les molècules orgàniques que s’escapen de les cèl·lules dels productors primaris: algues i plantes aquàtiques.

Entre els bacteris planctònics, tant els de vida lliure com els que es troben units a partícules, trobem molts prostecats, és a dir, bacteris proveïts de fines prolongacions citoplasmàtiques que els permeten de captar més bé els nutrients a partir d’ambients pobres en matèria orgànica assimilable. Igual que en els altres hàbitats, en els llacs i embassaments viuen importants poblacions microbianes que colonitzen i degraden materials particulats, restes de plantes i d’animals, etc. El sediment, si és fi i ric en matèria orgànica, és un lloc d’elecció per a la vida dels bacteris, que hi són abundants. Hi trobem reductors de sulfats, desnitrificants, metanògens, etcètera.

A vegades, la columna d’aigua dels llacs i les llacunes es veu colonitzada per poblacions de bacteris tan abundants que llur presència es fa evident a simple vista. Això passa quan les condicions ambientals permeten l’enriquiment en nutrients, els quals actuen com a font d’energia per als bacteris. Un cas molt espectacular i ben estudiat al llac de Banyoles i a les llacunes adjacents és el de l’enriquiment massiu en bacteris fotosintetitzadors vermells del sofre, principalment del gènere Chromatium. Els carotenoides d’aquests microorganismes i gèneres afins poden arribar a acolorir les aigües, fent-les prendre tons rosats o francament vermells. En aquestes situacions i en altres de semblants en què es troba una zona anòxica al fons del llac i una altra d’oxigenada a la superfície, tot passa com si les condicions físico-químiques de la superfície del sediment s’haguessin magnificat i s’haguessin estès, ocupant la columna d’aigua. Molts bacteris que viuen normalment just per sota o per damunt de la interfase entre el sediment anòxic i l’aigua ben oxigenada que hi ha just a sobre, passen a la columna i es multipliquen abundosament. Aquest és el cas dels bacteris fotosintetitzadors en situacions il·luminades, i d’altres com els oxidadors de compostos de sofre reduït, oxidadors de ferro, nitrificants, oxidadors de manganès, etc. Els microorganismes del grup dels Metallogenium, que oxiden l’ió manganós, poden trobar-se en quantitats considerables en llacs i embassaments, coincidint amb les èpoques de mescla, quan les aigües remogudes fan possible un ambient ric en oxigen i ió manganós.

La microflora bacteriana de les pudes i fonts ferruginoses

Els Països Catalans són rics en fonts i deus on l’aigua brolla carregada de sals de ferro. Tampoc no hi són rares les anomenades pudes, on les aigües, carregades amb sulfur d’hidrogen, fan olor fètida (d’ous passats). Tant l’ió ferrós com els anions sulfur i bisulfur representen bones fonts energètiques per als microorganismes procariòtics.

Els bacteris pedunculats del gènere Galionella i altres que creixen envoltats de materials capsulars, de la família de les siderocapsàcies (Siderocapsa, Naumaniella, Siderocystis, etc.), es troben en els materials mucilaginosos incrustats d’hidròxids i de carbonats fèrrics (i per tant, de color ocraci o rovellat) tan abundants a les fonts ferruginoses (anomenades sovint fonts rovellades o fonts grogues) i als llocs de condicions semblants, com els tubs de drenatge de sòls entollats, pous amb conduccions d’aigua fetes de ferro, canonades de ferro, etc.

Els recs per on circulen les aigües de les pudes mostren masses filamentoses amb aspecte de flocs de color grisenc o d’os, produïdes per diferents espècies de bacteris filamentosos oxidadors del sofre, del gènere Beggiatoa, els filaments pluricel·lulars dels quals apareixen molt sovint barrejats amb altres bacteris filamentosos heterotròfics i amb cianòfits, formant un entreteixit intrincat. En aquest hàbitat hi ha molts tipus bacterians oxidadors del sofre i ions metàl·lics reduïts, com Thiothrix i Leptothrix. En els microambients anaeròbics es troben bacteris fotosintètics del sofre. La majoria dels bacteris oxidadors del sofre o dels compostos ferrosos són quimiolitòtrofs i autòtrofs estrictes o facultatius. Això vol dir que, com les plantes, poden fixar diòxid de carboni emprant l’energia química dels compostos inorgànics reduïts. Aquesta propietat facilita la vida a les aigües de les fonts ferruginoses o sulfurades, pobres en matèria orgànica.

Els bacteris de les aigües marines

Bacterioplàncton marí vist al microscopi electrònic de transmissió (tinció amb acetat d’uranil). A dalt, mostra de bacterioplàncton de la Mediterrània, amb diversos ultrananobacteris, corbats i de petit diàmetre; a baix, aspecte d’un d’aquests bacteris, en aquest cas, tan petit que té gairebé la màxima mida que el cap del bacteriòfag que l’ataca.

Francesc Torrella

Les aigües marines són riques en bacteris, encara que llur presència pot passar desapercebuda a l’observador no acostumat. Això és degut a la mida molt petita de la majoria dels bacteris del plàncton marí (0,2-0,3 µm de diàmetre). No és rar trobar a l’aigua de la mar nivells amb un contingut de 105 a 106 bacteris per mil·lilitre, segons els recomptes totals fets amb microscopi emprant tècniques d’epifluorescència o de microscòpia electrònica. En canvi, els recomptes totals de bacteris viables fets per sembra en medis de cultiu artificials i comptatge de les colònies que apareixen poden ser només d’un ordre de valor de 102 a 103 bacteris per mil·lilitre. Algunes vegades, la mida de certs bacteris marins planctònics és tan petita que gairebé és igual a la dels virus bacterians més grans.

Ambient mari lligat a la putrefacció de restes animals o vegetals. A dalt, restes d’esponges i altres animals en procés de descomposició que allibera SH2 i permet la formació d’una teranyina bacteriana (tel blanquinós); a baix, detall de la composició d’aquesta massa bacteriana, amb bacteris oxidadors del sofre, com Beggiatoa, filamentosos i Thiovolum, arrodonits, i bacteris heterotròfics (sobretot, filamentosos lliscadors). Els grànuls de sofre elemental es veuen més refringents. 

Francesc Torrella

A la mar, però, hi ha llocs on els bacteris són molt nombrosos, i la seva mida, més gran que la dels veritables bacteris planctònics, posa de manifest l’existència d’ambients bacterianament rics. Aquest és el cas de la superfície d’algues bentòniques una mica envellides o malmeses per la força de les ones. També els animals morts (peixos, crustacis, etc.) són el suport d’abundants poblacions bacterianes, que intervenen en llur degradació. Els sediments, sobretot els propers a la costa, els de les badies, desembocadura de rius, etc., que reben matèria orgànica, presenten una activísima vida microbiana. Com que en aquests ambients hi ha molta matèria orgànica, i l’aigua de mar porta un important contingut de sulfats, s’hi estableixen amb facilitat diferents tipus de bacteris reductors de sulfats i de sofre elemental. Llur activitat condueix a la producció de sulfurs, que precipiten el ferro en forma de sulfur de ferro, responsable del color negre dels fangs. A les capes més fondes d’aquests sediments, els bacteris del metà aprofiten les molècules del metabolisme dels reductors de sulfat i generen gas metà.

Ambients marins rics en bacteris fotosintetitzadors. A dalt, coloració rosa taronja deguda a les comunitats de bacteris vermells del sofre que viuen als escalfadors de les salines; al mig, estratificació dels procariotes fotosintetitzadors, en un tall de la crosta microbiana del fons d’una salina (el color purpuri és degut a bacteris del gènere Chromatium, i el verd i el palla són deguts a cianòfits); a baix, afloraments anaeròbics al fons de tolls propers al litoral, colonitzats per Thiocapsa roseopersicina, d’un color rosa que contrasta amb el verd de les algues. 

Francesc Torrella

Al litoral marí hi ha llocs, com ara les maresmes, on la riquesa en matèria orgànica i l’aportació de nutrients procedents de les excretes dels ocells marins fan possible que l’activitat microbiana sigui molt patent. Els fangs negres, les olors fètides degudes al sulfhídric, les capes acolorides de vermell, de rosa o de diferents tons brunencs a causa dels diferents bacteris fotosintetitzadors, tot són senyals de la intensa activitat bacteriana.

Les crostes microbianes que apareixen en alguns llocs del litoral temporalment coberts per les aigües solen presentar una estratificació molt marcada. Normalment, les capes superiors són constituïdes per cianòfits, a sota hi ha els bacteris fotosintetitzadors, els reductors de sulfat a continuació, i els metanògens a les capes més fondes. En certes llacunes litorals, d’una fondària mitjana (3-10 m), però suficient perquè es formin capes d’aigües salades més denses, anaeròbiques, en el fons, solen trobar-se proliferacions massives de bacteris fotosintetitzadors verds del sofre, representats sobretot per membres del gènere Chlorobium.

Bacteris de les aigües fortament salades. A dalt, el color rosa de la bassa de primer terme, pertanyent a unes salines, és degut a la bacterioruberina i a la bacteriorodopsina dels bacteris halòfils extrems que hi creixen; la bassa del fons, de color ocraci, contenia Dunaliella salina, una clorofícia; al mig, cultiu d’una soca d’Halobacterium halobium amb vacúols gasífers, que es veuen daurats en l’observació amb contrast de fases; a baix, bacteris laminars, de forma quadrada (Haloarcula), amb vacúols gasífers situats sobretot a la perifèria de la cèl·lula.

Francesc Torrella

Les salines, amb el seu sistema d’evaporació d’aigua marina, s’assemblen molt a les maresmes i aiguamolls des del punt de vista de les comunitats microbianes. Les basses de precipitació de la sal, anomenades cristal·litzadors, representen una situació ben diferent. Aquests llocs són colonitzats pels bacteris halòfils extrems, que poden arribar a tenyir les aigües d’un viu color rosa, o vermellós, si els halobacteris conviuen amb les algues del gènere Dunaliella. Entre els bacteris halòfils més comuns, hi ha els dels gèneres Halobacterium, Halococcus i Haloarcula, que fan servir les molècules orgàniques alliberades al medi per les algues o pels cadàvers de crustacis i altres animals que van a parar als cristal·litzadors. A més de llur capacitat per a viure en forma saprofítica, els bacteris esmentats poden convertir l’energia lumínica en energia química (síntesi d’ATP) gràcies a un sistema fotosintetitzador basat en el pigment bacteriorodopsina i en altres de semblants.