Cultivable Microflora and Endomycorrhizas Obtained in Litter Forest (Paramo Guerrero Finca Puente de Tierra) Zipaquirá, Colombia

ELEONORA BERNAL, SEBASTIÁN CELIS, XIMENA GALÍNDEZ, CLAUDIA MORATTO, JIMENA SÁNCHEZ, DANIEL GARCÍA Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá. Colombia.

Presentado junio 26 de 2005, aceptado septiembre 9 de 2005, correcciones enero 13 de 2006.

RESUMEN

Se realizó el recuento de microorganismos cultivables (bacterias y hongos), microorganismos celulolíticos y endomicorrizas presentes en la hojarasca de bosque (finca Puente de Tierra) en el páramo Guerrero, Colombia. Los microorganismos aislados con mayor frecuencia pertenecían a los géneros Staphylococcus, Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, Penicillium, Rhodotorula y se aisló una cepa de Cladosporium sp. en un medio selectivo con carboximetil celulosa. Así mismo, se encontraron ocho morfotipos de endomicorrizas, entre los cuales predominaron especies de Glomus y Acaulospora. Este estudio contribuye con el conocimiento de la microbiota cultivable de hojarasca, que ha sido poco explorada en ecosistemas de páramo.

Palabras clave: hojarasca, microorganismos celulolíticos, endomicorrizas, páramo.

The count of cultivable microorganisms (bacteria and fungi), cellulolytic microorganisms and endomycorrhizas present in litter forest (property Puente de Tierra) in the Guerrero’s moor, Colombia was made. The most frequently isolated microorganisms belonged to the Staphylococcus, Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, Penicillium and Rhodotorula genus and Cladosporium sp., which is a cellulolytic microorganism, was isolated in carboxymethyl cellulose agar. In addition eight morphotypes of endomycorrhizas were found, species of Glomus and Acaulospora predominated among them. This study contributes with the knowledge of the cultivable microorganisms of litter that have been little explored in moor ecosystems.

Key words: litter, cellulolytic microorganism, endomycorrhizas, moor.

Los páramos son extensas regiones desarboladas que coronan las cordilleras por encima del bosque andino, desde los 3.800 m de altura (localmente desde los 3.200 m), hasta el nivel de nieve permanente a 4.700 m de altura (Anacona y Sabogal, 2002). Los sistemas de páramo juegan un papel importante como reguladores del recurso hídrico, albergue de un gran número de especies animales y vegetales, riqueza paisajística y procesos socioeconómicos del territorio colombiano (Castaño, 2002). Dentro de estos ecosistemas, la hojarasca constituye uno de los estratos de mayor importancia, presenta la mayor actividad de microorganismos debido a su actividad descomponedora, la cual involucra procesos físicos y químicos que reducen la hojarasca a CO2, H2O y nutrientes minerales, entre los que se encuentran nitrógeno, fósforo, potasio, sodio, calcio, magnesio y azufre (Teuscher, 1965). La descomposición de la hojarasca constituye la vía de entrada principal de los nutrientes en el suelo y es uno de los puntos clave del reciclado de la materia orgánica y nutrientes (Vitousek et al., 1994). Este proceso puede llevarse a cabo gracias a la intervención de muchos microorganismos que descomponen la materia orgánica del suelo y que degradan los residuos de plantas y animales a nutrientes asimilables por las plantas y otros organismos del suelo (Hatfield y Stewart, 1994), tal es el caso de algunos hongos que son particularmente importantes debido a su capacidad de degradar compuestos típicos de las plantas como celulosa, ácido húmico, xilanos, pectina, almidón, entre otros (Alexopoulus, 1985; Kjoller y Struwe, 1992), y de las micorrizas arbusculares que constituyen un puente entre la planta y el suelo para la transferencia de nutrientes (Guerrero, 1996). En este contexto, el objetivo principal de este estudio fue el aislamiento de microorganismos cultivables presentes en la hojarasca del bosque, haciendo especial énfasis en grupos funcionales de microorganismos celulolíticos y endomicorrizas, como una contribución en la búsqueda de microorganismos involucrados en la degradación de material vegetal en descomposición y en el reciclaje de nutrientes en el páramo Guerrero, (finca Puente de Tierra) Zipaquirá, Colombia.

MUESTREO

El área de muestreo correspondió a una zona de bosque ubicada en el municipio de Zipaquirá, en la vereda páramo Guerrero Oriental, finca Puente de Tierra a 3373 msnm (04°08’271” N y 74°02’208” W; Conservación Internacional CAR, 2001). Se tomaron muestras de tres sitios georreferenciados dentro del área de bosque, trazando para cada punto transectos de 2 x 2 m, dentro de los cuales se tomaron cinco muestras de hojarasca aleatoriamente y se mezclaron para la obtención de una muestra integrada de aproximadamente 300 g. Los datos de pH fueron determinados en el laboratorio de suelos del Instituto Geográfico Agustín Codazzi.

Se empleó la metodología de series de dilución y siembra en placa en superficie para conteo de células viables en agar plate count (Madigan et al., 2000), incubando a 33 ºC durante diez días. Para la identificación de hongos y bacterias presentes en la muestra de hojarasca, se procedió a la purificación de cada uno de los morfotipos aislados. Para bacterias se efectuó siembra por agotamiento en agar nutritivo con incubación a 37 °C por 24 horas y se realizó la descripción macroscópica de las colonias, de las características microscópicas mediante tinción de Gram y tinciones diferenciales y pruebas bioquímicas de utilización de sustratos para su identificación presuntiva (Krieg y Holt, 1994). Los hongos se incubaron en agar papa dextrosa a 25 °C durante ocho días y se efectuó descripción macroscópica de las colonias y de las características microscópicas mediante montajes en fresco con azul de lactofenol para su identificación, utilizando claves taxónomicas (Domsch et al., 1993).

Se empleó la técnica de series de dilución y siembra en placa en superficie para conteo de células viables (Madigan et al., 2000) en medio carboximetil celulosa (Krieg y Holt, 1994), incubando durante 30 días a 25 ºC.

Una vez recolectadas las raíces presentes en la muestra de hojarasca, se efectuó el procedimiento de clareo y tinción para observación de estructuras infectivas según el método de Phillips y Hayman (1970). Adicionalmente se realizó la extracción de esporas del suelo de hojarasca, siguiendo la metodología de Gederman y Nicholson, con modificaciones de Sieverding (1983) por gradiente de sacarosa.

El recuento total de microorganismos fue de 22 x 106 UFC/g de suelo. De las colonias encontradas se aislaron nueve morfotipos de bacterias y tres morfotipos de hongos. Una vez realizadas las pruebas bioquímicas y observaciones microscópicas correspondientes, se obtuvieron cinco morfotipos de bacterias Gram positivas, de los cuales, tres fueron identificados como Staphylococcus sp., uno como Bacillus sp. y otro como Micrococcus sp., mientras que los cuatro morfotipos de bacterias Gram negativas encontrados pertenecieron al género Pseudomonas. En cuanto a los hongos aislados, se identificaron especies de los géneros Penicillium, Cladosporium y Rhodotorula. Estos resultados son acordes con la literatura, en donde se reporta que las bacterias aisladas en muestras de suelo con más frecuencia son Arhtrobacter sp., Pseudomonas sp. y Bacillus sp. (Coyne, 2000). Igualmente, en otros estudios realizados en páramo, se han reportado aislamientos de los géneros Pseudomonas, Penicillium y Rhodotorula asociados a rizósfera de Espeletia grandiflora y Calamagrostis effusa con actividad solubilizadora de fosfatos y producción de ácido indolacético (Sánchez et al., 2005). Es posible que la hojarasca muestreada se encuentre en la fase rápida de descomposición, puesto que algunos de los microorganismos aislados (como Pseudomonas sp. y Bacillus sp.) corresponden a grupos propios de esta fase, en tanto que organismos de la fase lenta de descomposición como actinomycetes y organismos celulolíticos se presentaron en pequeñas proporciones o fueron de crecimiento lento. Para estos últimos, se observó crecimiento de las primeras colonias al cabo de 20 días, obteniendo únicamente aislamientos de Cladosporium sp., el cual posee una reconocida actividad celulolítica (Torres et al., 2004). Cabe anotar que a diferencia de estos resultados, en estudios realizados en Colombia en el páramo El Granizo relacionados con la distribución de hongos en el abrigo de hojas muertas y en sistema suelo planta de E. grandiflora, Cladosporium sp. no fue encontrado en la necromasa, sino en el suelo como saprófito (Anacona et al., 2005; Garcés et al., 2005). Así mismo, su presencia en el suelo y en la hojarasca de bosque puede estar relacionada con su capacidad de solubilizar fosfatos, que también ha sido reportada (Gualdrón et al., 1997; Cepeda et al., 2005). Por su parte, no se encontraron cantidades representativas de actinomycetes en las muestras analizadas y aunque estos microorganismos han sido reportados como parte de la microflora de hojarasca, la baja proporción encontrada en este estudio puede estar relacionada con la fase de descomposición del material muestreado, ya que estos microorganismos son típicos de la fase lenta de descomposición de hojarasca (Torres et al., 2004).

Las interacciones entre micorrizas y microorganismos del suelo son determinantes para los ciclos de nutrientes en un ecosistema, afectando el balance entre procesos saprofíticos, patogénicos y simbióticos en el medio ambiente edáfico (Guerrero, 1996) y en la hojarasca (Posada, 2001), además del papel que ejercen en la conservación de los suelos (Millar y Jastrow, 1992). En cuanto a las raíces analizadas, se confirmó la presencia de endomicorrizas al encontrar hifas intra y extramatricales, cuya función principal es la toma y transferencia de nutrientes del sustrato hacia la planta (Sánchez, 1999), así como vesículas, estructuras de reserva características de estos hongos. El recuento de esporas fue de 792/100 g de suelo, presentando ocho morfotipos, entre las cuales predominaron especies de los géneros Glomus y Acaulospora, los cuales presentan alta tolerancia a pH ácidos (Green et al., 1976; Coba et al., 1995), como los registrados en los suelos de bosque del páramo de Guerrero (3,4 a 4,0). La cantidad de esporas y el número de morfotipos encontrados en el suelo de hojarasca fueron menores que los reportados en otros estudios para rizósfera de C. effusa y E. grandiflora en el páramo El Granizo (García et al., 2005). Los microorganismos aislados en el presente estudio cumplen un papel importante en la dinámica de la materia orgánica y el ciclaje de nutrientes en el ecosistema. Sin embargo, es importante resaltar que por la técnica empleada solo se logró aislar una parte de los microorganismos presentes en la hojarasca, aquellos cultivables y con tolerancia a temperaturas estándar de cultivo (Nemergut et al., 2005). Para futuros estudios se recomienda complementar la información obtenida con métodos moleculares que permitan examinar la diversidad microbiana sin las limitaciones relacionadas con los métodos de cultivo tradicionales.

A la Universidad Nacional de Colombia, Sede Bogotá, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología por los espacios físicos y materiales facilitados. Al profesor Hernando Valencia por su apoyo académico, a Lina Caballero, Juan García y Adolfo Jara por su contribución y a Claudia Martínez del laboratorio de microbiología del suelo por su amable colaboración.

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