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Ficha resumen del libro Ni contigo ni sin ti: guía para entender a los microbios. Autores: Miguel Vicente, Marta García-Ovalle y Javier Medina. Presentación: Moselio Schaechter. Texto avalado por el “Seminario Permanente de Ciencias Naturales. Asociación de profesores de Madrid”. Publicación patrocinada por la “Fundación Jorge Juan”. Editorial Grand Guignol, S. L., 2010 Ilustraciones: Juan Ramón Alonso, Equipo del IES Alpajés (Andrea Briz, Sofía García y Raquel Lillo), Miguel Vicente. ISBN: 978-84-936874-2-7 A modo de presentación El texto ha sido concebido con una vocación divulgativa para un público general que tenga interés en saber algo más sobre el mundo de las bacterias y de los microorganismos. Aparte de divulgar la microbiología queremos suministrar un texto fácil de entender por el estudiante y de lectura amena, a la vez que suficientemente


riguroso para que el profesor pueda utilizarlo como un elemento de refuerzo para las asignaturas de ciencias naturales. Su aplicación en la enseñanza se dirige a los cursos intermedios cuyos alumnos, independientemente del sistema educativo en el que se encuentren escolarizados, rondan los quince años.. Según el sistema educativo en el que vaya a utilizarse, el docente podrá fácilmente valorar a qué nivel, variable entre diferentes sistemas y diferentes países, puede adecuarse para cumplir los objetivos didácticos exigidos. La obra se continúa con una propuesta de juego online en la que el lector podrá obtener un diploma de “Biotecnólogo honorario”, una vez superados diez enigmas con ayuda del blog “Esos pequeños bichitos” (http://www.madrimasd.org/blogs/microbiologia/) que dirige uno de los autores (Miguel Vicente) y que les permitirá obtener las piezas recortables necesarias para construir un modelo de una bacteria. La dirección online de este juego es http://www.cnb.csic.es/~entendermicrobios/index.php Orientaciones didácticas Plan de Fomento de la lectura. Tradicionalmente escasean las lecturas que combinen el rigor científico con un estilo literario ameno y fácilmente comprensible. Siendo esa una intención explícita de este material consideramos que este libro pudiera muy bien formar parte del Plan de Fomento de la Lectura para su aplicación en 3º o 4º de ESO o 1º de Bachillerato. El profesor puede por su parte elaborar fichas de explotación didáctica de la lectura basada en cuestiones o bien estimular la redacción de resúmenes críticos de los diferentes capítulos del texto. El glosario junto a los variados elementos de refuerzo y profundización que acompañan al texto principal permiten una lectura a diferentes niveles que sirve también para graduar el esfuerzo lector y para profundizar en el conocimiento de algunos temas específicos. Se cubre así un rango de edades más amplio dependiendo del entorno cultural del lector y del propósito del docente Prácticas de Laboratorio. La microbiología apenas forma parte de las propuestas educativas habituales, en parte debido a que muchas veces se considera una materia difícil de comprender por los alumnos y económicamente costosa a la hora de elaborar una propuesta de prácticas que la desarrollen. Las prácticas propuestas en el libro son de fácil realización y están acompañadas de cuestiones de reflexión que permiten su transferencia casi directa al aula. Pese a su sencillez y el basarse en materiales fáciles de conseguir ofrecen un panorama bastante completo a un nivel adecuado para 3º y 4º de ESO con la virtud de ser realistas en su concepción y haber sido testadas durante varios años en las aulas de Secundaria. Documento de apoyo al profesorado. La información presente en el libro se acompaña de numerosos ejemplos, anécdotas y situaciones que, a la vez que aligeran su lectura, ofrecen un repertorio amplio de recursos reunidos en un mismo volumen que pueden ser utilizados por el profesorado para apoyar sus explicaciones en el aula. A destacar la recreación de momentos históricos en el avance de la microbiología que pueden ser de utilidad para introducir algunos elementos de la historia de la ciencia en las programaciones de aula. Con esta intención se han incluido en la parte final del libro algunos tests y cuestionarios que permiten evaluar la comprensión de la información facilitada junto


con propuestas de reflexión sobre problemas sociales asociados a la microbiología (ver “Los estornudos de Antonio”, “La mamá superlimpia” o “El azote de los pobres”). Instrucciones de uso de la obra Panorámica del cuaderno. “Ni contigo ni sin ti: guía para entender a los microbios” es un cuaderno, o según se mire un libro, dirigido a lectores y escolares que todavía no han iniciado estudios especializados. Puede utilizarse, en su mayor parte, por el propio estudiante y también servir de ayuda para el profesor. Presenta en su primera parte una guía al mundo de los microbios, a su biología y a sus aplicaciones. Una segunda parte son prácticas y ejercicios para introducir al estudioso en la experimentación con microbios. Se completa con una breve reflexión ilustrando el camino de vuelta: cómo el investigador puede salir de su mundo para contárselo al estudiante. Prácticas. Las prácticas y ejercicios se ofrecen a manera de ejemplos y el profesor puede fácilmente proponer otros diferentes. Las prácticas se pueden realizar en un centro de enseñanza utilizando materiales poco costosos. Para ello basta con un microscopio escolar, cuyo precio hoy en día es muy asequible, un horno microondas y materiales cotidianos o muy sencillos. Ninguna de las prácticas entraña un riesgo grave, y han sido elegidas para ilustrar diferentes niveles de supervisión según el grado de riesgo, desde la que puede hacerse sin que nadie la supervise, hasta la que debe ser supervisada. Esta última, en todo caso, no entraña más riesgo que el que se puede correr manipulando pequeñas muestras de un compuesto corrosivo muy diluído. También se describen algunas alternativas que pueden reducir o aumentar la necesidad de supervisión. Se han incluído advertencias sobre los procedimientos de seguridad en cada caso para también acostumbrar a los escolares a trabajar con el menor riesgo posible. Asimismo hay unas preguntas para evaluar el resultado del trabajo experimental. Cada práctica termina resumiendo un tema relacionado expuesto a un nivel algo más complejo que el resto del texto. En estos puntos, titulados “para saber más” el lector puede necesitar una explicación adicional por parte del docente que le supervise, o acudir a textos de nivel más avanzado. Ejercicios. El ejercicio de tipo test sirve para que el lector pueda autoevaluarse y las soluciones se incluyen al final del texto. El de preguntas tiene por objeto que el estudiante se exprese con sus propias palabras y practique la redacción de temas científicos. Para estimular que se presenten razonamientos lógicos y no una serie de monosílabos o listas se propone un mínimo de palabras para las respuestas. Se incluye un ejercicio en el que se pide al estudiante que exprese sus opiniones. En este caso las respuestas no tienen por qué ser calificadas como correctas o equivocadas, ya que puede haber opiniones diversas que el escolar ha de aprender a exponer y a respetar. Este ejercicio, con propuestas de reflexión sobre problemas sociales asociados a la microbiología (ver “Los estornudos de Antonio”, “La mamá superlimpia” o “El azote de los pobres”), puede asimismo utilizarse como pauta para un debate entre los estudiantes en el que el profesor podría tan solo actuar como moderador. Se incluye un último ejercicio, “En busca del microtesoro: sintetiza tu propia bacteria” que es un juego para ampliar la


información. Está diseñado para que el lector obtenga más conociemientos sobre varios temas actuales y se basa en la consulta del foro “Esos pequeños bichitos”, tanto las pistas como el itinerario para progresar en este juego, las soluciones a las preguntas de cada enigma, las piezas para recomponer un rompecabezas y una recompensa honorífica para quien llegue al final se han colocado en las páginas de ese foro. Recuadros y diccionario. A lo largo del texto se incluyen en recuadros algunos temas y detalles complementarios, útiles o curiosos entre los que también se relatan algunos aspectos de la historia que podemos considerar como hitos de la microbiología. Termina el cuaderno con un breve glosario (un micro-diccionario) de términos usados en el texto que pueden necesitar ser definidos para su comprensión. Algunas críticas "...exhibe esa sencillez -compatible con el grado justo de profundidad- que exige mucho conocimiento y mucho trabajo por parte de los autores para que la complejidad no sobresalga del nivel de los cimientos, para que no se note, pero que se aprecie en la solidez y el desenfado del resultado." (Alicia Rivera en EL PAÍS.com).

“Los autores aciertan a describir con sin par intensidad la íntima emoción del descubrir acompañada, eso sí, por una claridad que ya quisiéramos ver en algunas publicaciones científicas especializadas." (Rafael Giraldo en mi+d).” “Una vez abierto por su primera página, 'Ni contigo ni sin ti' hace honor a su título, pues nos seduce y atrapa impidiéndonos interrumpir la lectura hasta un final que, cuando llega, se nos antoja demasiado temprano, si bien deja un persistente y grato recuerdo en el paladar. Si, como hace notar Miguel Vicente en el epílogo, es probable que para muchos ciudadanos la recibida en edad escolar sea la única información que obtengan sobre el mundo de los microbios, el propósito de elaborar este libro-guía con claridad y atractivos condimentos está plenamente logrado. Todo en 'Ni contigo ni sin ti' está dirigido a captar la atención de sus lectores, instruyéndoles sobre lo esencial de las maravillas del universo microbiano: la cuidada edición, las vivaces ilustraciones (algunas, en el epílogo, realizadas por estudiantes de un instituto), los abundantes recuadros en los que se amplían conocimientos (de una actualidad científica sorprendente), se pone en valor a los microorganismos como sostén de los ecosistemas y de nuestra cadena alimentaria o se recrean, con singular gracia, momentos estelares de la historia de la microbiología como ciencia... El libro contribuye con éxito a desmontar el tópico, tan extendido como inexacto, de que los microbios son, indefectiblemente, patógenos indeseables, sin por ello olvidar la oportuna recomendación de prácticas profilácticas sobre higiene y el uso racional de los antibióticos. La concisión del texto, inmersos como estamos en una cultura que es más visual que escrita, no impide que los conceptos esenciales se repitan en más de una ocasión a lo largo de la obra, culminando en un tan preciso como ameno glosario. En la mejor tradición oral, la guía facilita así, sin llegar a cansar, la transmisión de los conceptos/ingredientes esenciales de tan exquisita receta.” (Madrid diario)


Se trata de un libro atípico que se presenta como guía pero que es mucho más que eso y que, frente al estilo didáctico aburrido de mucho volúmenes de formato guías de divulgación científica, este resulta divertido. Además, huye de la obviedad escueta que a veces destilan las guías. Este libro es de verdad un libro para todos, no un texto infantil de esos que, como mucho, soportan quienes ya han crecido. (Foro Química y Sociedad)

Lo mejor del libro es que te da ganas de saber mucho más. Representa una magnífica manera de introducir a jóvenes y mayores en el mundo de esos pequeños bichitos. (Alfonso M. Corral. Foro “Cuánta ciencia”

A menudo me asombra la ceguera humana, nuestra ridícula prepotencia, la manera en la que matamos, esclavizamos, robamos, guerreamos, imprecamos, asolamos, como si nuestro yo fuera la medida del Universo. Y me asombra aún más sabiendo hoy en día todo lo que sabemos: por ejemplo, que cada uno de nosotros no es más que una masa andante de microbios con una décima parte de efímero material humano. Cuánto enseñan los libros como este sobre la magia de la vida y la menudencia de lo que somos. (Rosa Montero, El País) Autores Miguel Vicente. Trabaja en división celular de bacterias. Es Profesor de Investigación del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología, miembro fundador de la European Academy of Microbiology y miembro de la American Academy of Microbiology. Ha organizado e impartido numerosas charlas en cursos de actualización para profesores y diseñado exhibiciones de difusión científica. Modera el foro de Microbiología “Esos pequeños bichitos” de mi+d (http://www.madrimasd.org/blogs/microbiologia/) y es autor de más de setenta artículos de investigación y de varias revisiones y colaboraciones sobre temas científicos en diarios y revistas de difusión nacional. Marta García-Ovalle. Es Doctora en Ciencias por la Universidad Autónoma de Madrid. Ha desarrollado su trabajo de tesis doctoral sobre la división celular bacteriana en el Centro Nacional de Biotecnología (CSIC). Se licenció en Bioquímica por la Universidad Autónoma de Madrid y en Farmacia por la Universidad Complutense de Madrid. Es autora de artículos de investigación y de publicaciones de divulgación científica en el foro de Microbiología “Esos pequeños bichitos” de mi+d. Ha realizado este trabajo contratada en Biomol Informatics con fondos de la Fundación Jorge Juan. Javier Medina. Profesor de Educación Secundaria, trabaja en el IES Alpajés de Aranjuez donde compagina su labor docente con una intensa actividad de experimentación e innovación didáctica, en especial en la integración de las Tecnologías de la Información y de la Comunicación en la educación. En 2008, el Foro de Experiencias Pedagógicas de la Fundación Encuentro le concedió el Primer Premio Nacional de Innovación Pedagógica. Es autor de diversas publicaciones, libros de texto y artículos en diferentes revistas educativas y desde hace unos años coordina la revista digital de ciencia y tecnología “Argos” (http://www.educa.madrid.org/portal/web/argos) con la que sus alumnos se inician en el terreno de la divulgación científica.


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Javier Medina. Profesor de Educación Secundaria, trabaja en el IES Alpajés de Aranjuez donde compagina su labor docente con una intensa actividad de experimentación e innovación didáctica, en especial en la integración de las Tecnologías de la Información y de la Comunicación en la educación. En 2008, el Foro de Experiencias Pedagógicas de la Fundación Encuentro le concedió el Primer Premio Nacional de Innovación Pedagógica. Es autor de diversas publicaciones, libros de texto y artículos en diferentes revistas educativas y desde hace unos años coordina la revista digital de ciencia y tecnología “Argos” (http://www.educa.madrid.org/portal/web/argos) con la que sus alumnos se inician en el terreno de la divulgación científica.

Moselio Schaechter. Nació en Milán y se educó en El Ecuador y en los Estados Unidos. La mayor parte de su carrera la ha ejercido en la Universidad de Tufts en Boston, siendo director del Departamento de Biología Molecular y Microbiología durante veintitrés años. Ha presidido la Sociedad Americana de Microbiología y es asesor científico para que la televisión incorpore en su programación el conocimiento de los microbios. Es un gran aficionado a las setas, y su libro En compañía de las setas, fue publicado por la editorial de la Universidad de Harvard.

Ni contigo ni sin ti Los microbios no son tan llamativos como los tigres, las ballenas o los árboles de la selva, y no suelen aparecer casi nunca como héroes de películas, cuentos o cómics. Y, sin embargo, son los seres vivos más abundantes de nuestro planeta. Para que nos hagamos una idea, tan solo en el cuerpo humano hay aproximadamente un centenar de billones (con “be”) de microbios. Son, además, los más pequeños: para poder observarlos es necesario un microscopio que aumente la imagen al menos mil veces. Los microbios son el origen de todo lo que vive, se extienden por todo el planeta y fueron los que produjeron todo el oxígeno de la atmósfera terrestre. Este libro ofrece una guía para entender cómo viven y cómo nos afectan los microbios, desde lo que comemos hasta las enfermedades que sufrimos. Una visión asequible, pero también rigurosa, amena y actualizada de la microbiología dirigida al público interesado en conocer el mundo de los microorganismos.

FUNDACIÓN J ORGE J UAN

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Miguel Vicente. Trabaja en división celular de bacterias. Es Profesor de Investigación del CSIC en el Centro Nacional de Biotecnología, miembro fundador de la European Academy of Microbiology y miembro de la American Academy of Microbiology. Ha organizado e impartido numerosas charlas en cursos de actualización para profesores y diseñado exhibiciones de difusión científica. Modera el foro de Microbiología “Esos pequeños bichitos” de mi+d (http://www.madrimasd.org/blogs/microbiologia/) y es autor

Ni contigo ni sin ti. Guía para entender los microbios

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de más de setenta artículos de investigación y de varias revisiones y colaboraciones sobre temas científicos en diarios y revistas de difusión nacional.

Marta García-Ovalle. Es Doctora en Ciencias por la Universidad Autónoma de Madrid. Ha desarrollado su trabajo de tesis doctoral sobre la división celular bacteriana en el Centro Nacional de Biotecnología (CSIC). Se licenció en Bioquímica por la Universidad Autónoma de Madrid y en Farmacia por la Universidad Complutense de Madrid. Es autora de artículos de investigación y de publicaciones de divulgación científica en el foro de Microbiología “Esos pequeños bichitos” de mi+d. Ha realizado este trabajo contratada en Biomol Informatics con fondos de la Fundación Jorge Juan.

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© Miguel Vicente, Marta García-Ovalle y Javier Medina. 2010 © Grand Guignol, S. L., 2010

Ilustraciones: Juan Ramón Alonso, Equipo del IES Alpajés (Andrea Briz, Sofía García y Raquel Lillo), Miguel Vicente. Diseño: Elena Costa Krämer

Texto avalado por el Seminario Permanente de Ciencias Naturales. Asociación de profesores de Madrid Publicación patrocinada por la Fundación Jorge Juan

Reservados todos los derechos. No se permite reproducir, almacenar en sistemas de recuperación de la información ni transmitir parte alguna de esta publicación, cualquiera que sea el medio empleado, sin el permiso previo de los titulares de los derechos de la propiedad intelectual.

grand guignol ediciones Gavilanes, 1 – 28035 Madrid e-mail: grandguignol@telefonica.net www.grandguignolediciones.com

Depósito legal: ISBN: 978-84-936874-2-7 Impreso en España


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Contenido Presentación, 5 Instrucciones de uso, 6 Orientación didáctica, 8 La identidad de los microbios Ni contigo ni sin ti, 9 ¿Cómo de pequeños son los microbios?, 9 Las bacterias fueron los primeros habitantes del planeta, 10 Esos pequeños bichitos: ¿cómo vemos a los microbios?, 11 ¿Cómo son los microbios?, 12 Un catálogo de microbios Microbios con núcleo: los más complicados, 12 Protozoos y algas: los más parecidos a nuestras células, 14 Los hongos: “ni chicha ni limoná”, 15 Bacterias: microbios sin núcleo que nos hacen compañía, 16 Arqueas: la vida en el infierno, 17 Virus: trozos de células, 18 Microbios por el mundo Este mundo es de los microbios, 19 Fábricas de alimentos, 20 Barrenderos del ambiente, 22 Fabricantes de medicamentos, 23 Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

Microbios, nuestros visitantes ¿Microbios en nuestro cuerpo?, 24 Infección, 25 Patógenos: microbios del lado oscuro, 26 Contagio, 26 Librándonos de microbios molestos Defensas, 27 Ayudar a nuestras defensas, 28 ¿Cómo curamos las infecciones?, 29 Antibióticos: préstamo de la naturaleza, 30 ¿Cómo funciona un antibiótico?, 31 Producción industrial de antibióticos, 33 El ataque de los micro-clones: microbios resistentes, 33 ¿Por qué ya no se descubren tantos antibióticos?, 34 Práctica 1 Todo un universo en una gota de agua, 36 Práctica 2 Fabrica un yogur con bacterias, 43 Práctica 3 ¿A quién llevas en la mano?, 47 Práctica 4 La naranja barbuda, 52

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Trabaja un poco Pasa el test de supermicrobiólogo, 56 ¿Cómo lo has entendido tú?, 57 ¿Tú qué opinas?, 58 Amplía tus conocimientos En busca del microtesoro: sintetiza tu propia bacteria, 59 Epílogo Narrar los microbios: reflexiones de un investigador para ser leídas por un profesor, 65 Micro-diccionario 68

Cuadros El mundo y los microbios La vida en el infierno, 20 Biodiversidad: la primera de nuestras defensas, 28 Microbiología práctica Alimentos echados a perder, 17 Todo sobre el yogur, 22 ¿Por qué aparecen diarreas después de un tratamiento con antibióticos?, 27 Los antibióticos solo actúan contra infecciones causadas por bacterias, 34 ¿Cómo se toman los antibióticos?, 35

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Para reflexionar Nuestra relación con los microbios, 9 ¿Por qué a veces los científicos no se ponen de acuerdo?, 19 ¿Los microbios son buenos o malos?, 24 El porqué de los microbios, 25 Cuestión de ética, 30 Herramientas para aprender Nunca viene mal saber un poco de griego, 13 Genética elemental, 14 Aplica tu conocimiento de idiomas, 15 ¿Por qué insisten los científicos en ponerles nombres raros a los bichos y a las plantas?, 21 ¿Qué es la Ingeniería Genética?, 23 Momentos históricos El señor Leeuwenhoek y su tienda de telas, 10 La granjera, la vaca y el médico, 30 La cocina de la señora Hesse y unas cajas de cristal, 31 Penicilina, viaje de ida y vuelta al hospital, 32 Para saber más. La microscopía moderna, 42 Mirándole las tripas a las bacterias, 46 Investigando la vida de las bacterias, 51 ¿Cómo se busca un nuevo antibiótico?, 55

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P RESENTACIÓN Moselio Schaechter Los Microbios 쮿 쮿 쮿 쮿 쮿 쮿 쮿 쮿

Son el origen de todo lo que vive. Son mucho más variados que las plantas y los animales. Son enormemente abundantes (~1031 en el mundo). Se encuentran dondequiera que haya agua líquida. Llevan a cabo por lo menos la mitad del metabolismo del planeta. Son responsables de toda la fijación biológica del nitrógeno. Influyen en el clima. Participan en innumerables relaciones con el resto del mundo vivo. No hay organismos eucarióticos que no tengan una relación con los microbios. 쮿 En el pasado, produjeron todo el oxígeno de la atmósfera.

Conclusión El nuestro es el planeta de los microbios. La microbiología no es simplemente otra rama de la Biología. Más bien, constituye uno de los fundamentos esenciales para todos los biólogos, a la par con la genética, la bioquímica y el estudio de la evolución. No es posible ser biólogo sin saber lo que es el mundo de los microbios.

Apostillas Si toda la población mundial (algo más 6.867 millones de habitantes en la actualidad) se pusiese a contar uno a uno todos los microbios que hay (1031) y cada persona tardase un segundo para contar uno, suponiendo que no se contase repetido a ninguno, ¡se tardaría mil veces la edad de la Tierra (que es de 4.500 millones de años) en contarlos a todos! O sea una eternidad de tiempo o una infinitud de microbios… El nitrógeno es uno de los elementos que entra a formar parte de moléculas como las proteínas y ácidos nucleicos que son imprescindibles para la vida. Si bien es el gas más abundante de la atmósfera, casi un ochenta por ciento, resulta inservible para los seres vivos, que necesitan asimilarlo como derivados amoniacales o como nitratos. Solo algunos microbios pueden realizar la conversión del nitrógeno atmosférico para que resulte asimilable por las plantas que comemos. 왗 Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Pon manos a la obra

Procedimiento

[ Para ver microbios sigue las instrucciones indicadas en la Práctica 1 para utilizar un microscopio.

 Provisto de un cuentagotas y convenientemente protegidas las manos con guantes de látex coloca una gota de solución de lactofenol sobre un “porta” limpio. La gota no debe ser muy grande para evitar que el cubreobjetos flote y la preparación quede demasiado gruesa.  Corta un trozo de cinta adhesiva transparente de aproximadamente 2 cm.

Los hongos: “ni chicha ni limoná” ¿Alguna vez te has encontrado unos sospechosos puntitos verdes en una naranja o un trozo de pan al que le han salido unos pelillos blancos? Se dice que la naranja o el pan están mohosos. Lo que llamamos mohos son hongos que han crecido en los alimentos. Los hongos no son “ni chicha ni limoná” porque no son ni animales ni vegetales. A diferencia de las plantas, los hongos no obtienen sus alimentos y energía por fotosíntesis. No tienen cloroplastos, que son los orgánulos que en las plantas y las algas contienen la clorofila, el pigmento de color verde que puede aprovechar la energía de la luz. Para alimentarse los hongos necesitan materia orgánica, generalmente plantas o animales muertos, y por eso se dice que son heterótrofos. Se distinguen además en que la pared que da rigidez a sus células tiene una composición diferente a la de las plantas. Pero los hongos tampoco son animales porque, entre otras cosas, no se mueven.

 Toca con el lado adhesivo de la cinta la superficie que ocupa el moho en el trozo de fruta o de pan enmohecidos. Mejor por un lado y no en el centro porque en la zona central puede haber demasiadas esporas y sería lo único que verías.  Pega la cinta adhesiva sobre la gota del portaobjetos.  Elimina el colorante sobrante con un pañuelo o servilleta de papel.  Observa al microscopio con un aumento medio y dibuja lo que ves. No olvides anotar el aumento con el que lo has observado y la procedencia del moho. Ten precaución con los materiales utilizados. El fenol acaba evaporándose pero hay que evitar respirar los vapores, por lo que debes dejar durante unos días todos los restos del colorante, las servilletas y las preparaciones en un contenedor situado en un lugar bien ventilado antes de tirarlos a la basura. El vidrio debe eliminarse en un contenedor especial para vidrio usado. Los restos de pan o fruta enmohecidos pueden tirarse a la basura normal en bolsas y contenedores adecuados.

Herramientas para aprender

 Completa

Aplica tu conocimiento de idiomas ¿Sabrías encontrar lo que significan “autós”, “héteros” y “trofé” en griego? ¿Podrías explicar entonces el significado de “autótrofo” y de “heterótrofo”?

¿Cómo es la barba de las naranjas mohosas?

Los hongos pueden ser de tamaños muy distintos; algunos, como las levaduras, están formados por una sola célula y son tan pequeños que no los vemos a simple vista; otros están formados por un gran número de células y son mucho más grandes, como las setas. A los organismos formados por una sola célula se les llama unicelulares, mientras que pluricelulares son los que, como nosotros, tienen muchas células. Ya sean unicelulares o pluricelulares los hongos son seres eucariotas, porque sus células tienen núcleo. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

I NSTRUCCIONES

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DE USO

1 Panorámica del cuaderno “Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios” es un cuaderno, o según se mire un libro, dirigido a lectores y escolares que todavía no han iniciado estudios especializados. Puede utilizarse, en su mayor parte, por el propio estudiante y también servir de ayuda para el profesor. Presenta en su primera parte una guía del mundo de los microbios, de su biología y de sus aplicaciones. Una segunda parte son prácticas y ejercicios para introducir al estudioso en la experimentación con microbios. Se completa con una breve reflexión ilustrando el camino de vuelta: cómo el investigador puede salir de su mundo para contárselo al estudiante.

2 Prácticas Las prácticas y ejercicios se ofrecen a manera de ejemplos y el profesor puede fácilmente proponer otros diferentes. Las prácticas se pueden realizar en un centro de enseñanza utilizando materiales poco

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왘 ¿Cómo es el moho que has observado? ¿Todas las hifas tienen esporas o solo algunas? ¿En qué se distinguen unas de las otras? 왘 ¿Las hifas son continuas o tienen ramas? ¿Hay tabiques que las separan en trozos? 왘¿Cómo son las esporas? ¿Se distribuyen de alguna manera especial? 왘Si ya has visto más de un moho explica las diferencias que encuentras entre ellos.

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costosos. Para ello basta con un microscopio escolar, cuyo precio hoy en día es muy asequible, un horno microondas y materiales cotidianos o muy sencillos. Ninguna de las prácticas entraña un riesgo grave, y han sido elegidas para ilustrar diferentes niveles de supervisión según el grado de riesgo, desde la que puede hacerse sin que nadie la supervise, hasta la que debe ser supervisada. Esta última, en todo caso, no entraña más riesgo que el que se puede correr manipulando pequeñas muestras de un compuesto corrosivo muy diluido. También se describen algunas alternativas que pueden reducir o aumentar la necesidad de supervisión. Se han incluido advertencias sobre los procedimientos de seguridad en cada caso para también acostumbrar a los escolares a trabajar con el menor riesgo posible. Asimismo hay unas preguntas para evaluar el resultado del trabajo experimental. Cada práctica termina resumiendo un tema relacionado expuesto a un nivel algo más complejo que el resto del texto. En estos puntos, titulados “para saber más”, el lector puede necesitar una explicación adicional por parte del docente que le supervise, o acudir a textos de nivel más avanzado. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios


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 1. Rellena la siguiente tabla indicando qué microbios son procariotas y cuáles son eucariotas. Comenta en una frase cuál es la principal diferencia entre una célula procariótica y una eucariótica.

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¿Cómo lo has entendido tú?

del chorizo y en la fermentación del repollo que produce el chucrut. Hay quesos, como el suizo Emmental, que tienen “ojos” que se forman por la liberación de gas por la fermentación realizada por otras bacterias llamadas Propionibacterium.

4. ¿Qué es la información genética? ¿Dónde está la información genética de una bacteria? ¿Y la de un hongo? Responde utilizando al menos cien palabras.

5. ¿Para qué sirve la pared celular que envuelve Procariota

Eucariota

Bacteria Hongo Alga Arquea Protozoo

a las bacterias? ¿Qué pasaría si las bacterias no tuviesen esa pared? Coméntalo con más de cincuenta palabras.

6. ¿Qué es la flora intestinal? ¿Es buena o mala para nosotros? Explícalo con al menos cincuenta palabras.

7. ¿Además del yogur, conoces otros alimentos

Microbios que transforman la leche. Lactobacillus, una de las bacterias que se utiliza para fabricar yogur (a la izquierda). Dos tipos distintos de quesos fabricados por microbios. El queso del centro es el Emmental, con agujeros porque hay bacterias que cuando madura producen gas. El queso de Cabrales que se ve a la derecha es típico de Asturias. Las manchas de color azul verdoso son hongos que crecen en la maduración de este queso en lugares donde hay esporas de Penicillium.

que se fabriquen con la ayuda de microbios? ¿Cuáles? ¿Cómo se fabrican? Descríbelos con al menos doscientas palabras.

Comentario

8. ¿Por qué a veces padecemos una diarrea cuando tomamos antibióticos? Utiliza al menos cincuenta palabras.

2. Los microbios, ¿son malos o buenos? Cita ejemplos de microbios que nos beneficien y de los que nos causan daños y coméntalo. Utiliza no menos de ciento cincuenta palabras.

9. ¿Te han puesto alguna vacuna? ¿Sabes de qué

3. ¿En qué lugares podemos encontrar microbios

10. Cuando ya nos sentimos bien, ¿debemos aban-

y cómo viven? Menciona partes del cuerpo donde hay microbios y comenta lo que hacen. Utiliza no menos de doscientas palabras.

donar el tratamiento con un antibiótico, aunque sea antes de lo aconsejado por el médico? ¿Por qué? Utiliza al menos cincuenta palabras.

está hecha? ¿Para qué sirve? Coméntalo en al menos cien palabras

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3 Ejercicios El ejercicio de tipo test sirve para que el lector pueda autoevaluarse y las soluciones se incluyen al final del texto. El de preguntas tiene por objeto que el estudiante se exprese con sus propias palabras y practique la redacción de temas científicos. Para estimular que se presenten razonamientos lógicos y no una serie de monosílabos o listas se propone un mínimo de palabras para las respuestas. Se incluye un ejercicio en el que se pide al estudiante que exprese sus opiniones. En este caso las respuestas no tienen por qué ser calificadas como correctas o equivocadas, ya que puede haber opiniones diversas que el escolar ha de aprender a exponer y a respetar. Este ejercicio, con propuestas de reflexión sobre problemas sociales asociados a la microbiología (ver “Los estornudos de Antonio”, “La mamá superlimpia” o “El azote de los pobres”), puede asimismo utilizarse como pauta para un debate entre los estudiantes en el que el profesor podría tan solo actuar como moderador. Se incluye un último ejercicio, “En busca del microtesoro: sintetiza tu propia bacteria” que es un juego para ampliar la información. Está diseñado para que el lector obtenga más Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

Herramientas para aprender ¿Por qué insisten los científicos en ponerles nombres raros a los bichos y a las plantas? Desde hace muchos siglos la Ciencia es una actividad internacional, y ya en la Edad Media se utilizaba el latín como lengua compartida por todos para la enseñanza y la transmisión del conocimiento. Por eso a la hora de establecer las normas para poner los nombres científicos de los seres vivos, a Carl Linnaeus, que era un biólogo sueco, le pareció lo más natural utilizar nombres en esa lengua. La nomenclatura que a mediados del siglo dieciocho inventó Linnaeus fue una gran simplificación respecto a lo que hacían los científicos más antiguos para definir a un ser vivo. Ellos usaban un largo párrafo que lo describía en detalle. Propuso limitarlo a dos palabras que además indican la clase de ser vivo de la que se trata. Por ejemplo Penicillium roqueforti es un moho del género Penicillium, el mismo al que pertenecen los que ponen mohoso al pan y los limones, pero de otra especie, roqueforti, en honor al queso francés en el que se encuentra. Solo el nombre del género se escribe con mayúscula. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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conocimientos sobre varios temas actuales y se basa en la consulta del foro “Esos pequeños bichitos”, tanto las pistas como el itinerario para progresar en este juego, las soluciones a las preguntas de cada enigma, las piezas para recomponer un rompecabezas y una recompensa honorífica para quien llegue al final se han colocado en las páginas de ese foro.

4 Recuadros y diccionario A lo largo del texto se incluyen en recuadros algunos temas y detalles complementarios, útiles o curiosos entre los que también se relatan algunos aspectos de la historia que podemos considerar como hitos de la microbiología. Termina el cuaderno con un breve glosario (un micro-diccionario) de términos usados en el texto que pueden necesitar ser definidos para su comprensión. 왗

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DIDÁCTIC A

Fomento de la lectura y apoyo al profesor El texto ha sido concebido con una vocación divulgativa para un público general que tenga interés en saber algo más sobre el mundo de las bacterias y de los microorganismos. Aparte de divulgar la microbiología queremos suministrar un texto fácil de entender por el estudiante y de lectura amena, a la vez que suficientemente riguroso para que el profesor pueda utilizarlo como un elemento de refuerzo para las asignaturas de ciencias naturales. El profesor puede por su parte elaborar fichas de explotación didáctica de la lectura basada en cuestiones o bien estimular la redacción de resúmenes críticos de los diferentes capítulos del texto. Su aplicación en la enseñanza se dirige a los cursos intermedios cuyos alumnos, independientemente del sistema educativo en el que se encuentren escolarizados, rondan los quince años. El glosario junto a los variados elementos de refuerzo y profundización que acompañan al texto principal permiten una lectura a diferentes niveles que sirve también para graduar el esfuerzo lector y para profundizar en el conocimiento de algunos temas específicos. Se cubre así un rango de edades más amplio dependiendo del entorno cultural del lector y del propósito del docente. Según el sistema educativo en el que vaya a utilizarse, el docente podrá fácilmente valorar a qué nivel, variable entre diferentes sistemas y diferentes países, puede adecuarse para cumplir los objetivos didácticos exigidos.

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Un ejercicio final, diseñado como un juego conectado con varios artículos de una ciberbitácora, el foro “Esos pequeños bichitos”, permite profundizar en temas de actualidad dentro de la investigación en microbiología a la vez que, si se completa en su totalidad, facilitará a los autores evaluar la aceptación y seguimiento del cuaderno por parte de los lectores.

Prácticas La microbiología apenas forma parte de las propuestas educativas escolares habituales, en parte debido a que muchas veces se considera una materia difícil de comprender por los alumnos y económicamente costosa a la hora de elaborar una propuesta de actividades prácticas que la desarrollen. Las prácticas propuestas aquí son de fácil realización y van acompañadas de preguntas y otros elementos de reflexión que permiten su transferencia casi directa al aula. Su sencillez técnica, junto a que los materiales necesarios son fáciles de obtener, ofrece un panorama bastante completo para iniciar al estudiante en el método científico experimental. Las prácticas propuestas son realistas en su desarrollo, tanto técnico como temporal, y además han sido comprobadas durante varios años en los programas escolares. 왗

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LA

IDENTIDAD DE LOS M ICROB IOS

Ni contigo ni sin ti ¿Qué es ese polvo verde que al pasar el tiempo cubre a los limones estropeados? ¿Por qué si se deja un vaso de leche fuera de la nevera al poco tiempo se corta? ¿Por qué se contagian las calenturas de los labios? La respuesta a esas preguntas está en los microbios, seres vivos que no alcanzamos a ver sin ayudarnos con un microscopio, pero que se hacen notar por sus efectos, buenos o malos, sobre nosotros mismos y cuanto nos rodea. Entre los microbios hay distintos tipos, bacterias y virus son los más pequeños.

Para reflexionar Nuestra relación con los microbios ✱ De los microbios podemos decir lo que la copla: “ni contigo ni sin ti tienen mis males remedio, contigo

porque me matas, y sin ti porque me muero”. Los necesitamos para vivir sanos, para producir muchos alimentos y descontaminar los suelos, pero a veces se rebelan y nos producen infecciones peligrosas.

¿Cómo de pequeños son los microbios? Son en verdad muy pequeños. Para darnos cuenta imaginemos que fuéramos tan altos que alcanzásemos la altura a la que vuela un Airbus 300 (12.300 metros). En ese caso una célula del cuerpo tendría el tamaño de un teléfono móvil (7 centímetros). Una bacteria sería tan grande como un caramelo (1,4 centímetros). Un virus seguiría siendo tan pequeño que no podríamos verlo a simple vista (0,06 milímetros). Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Las bacterias fueron los primeros habitantes del planeta ¿Cuánto tiempo nos llevan de ventaja las bacterias como pobladoras de la Tierra? Pongamos el dedo índice de una mano en la punta de la nariz, extendamos el otro brazo hasta colocarlo horizontal. La distancia de la nariz hasta la punta de los dedos de la mano extendida serían los 4.500 millones de años que han pasado desde que se formó la Tierra hasta nuestros días. Ahora vamos a llevar el dedo que estaba en la punta de la nariz hasta los dedos de la otra mano. Cuando el dedo llega al hombro habrían aparecido las bacterias, al llegar a la muñeca los vegetales y animales. La punta de los dedos de la mano extendida sería el momento actual. Si nos cortásemos las uñas lo que haríamos sería eliminar los años que lleva existiendo la especie humana, una insignificancia.

Momentos históricos El señor Leeuwenhoek y su tienda de telas Esta es la historia de la primera persona que observó los microbios con un microscopio. Se llamaba Antonie van Leeuwenhoek (en holandés se pronuncia algo así como “Antoni fan Leubenjuk”) y era un comerciante de telas en la ciudad de Delft en Holanda. En su tienda utilizaba lupas para contar el número de hilos de los tejidos, y decidió aprender a fabricarlas él mismo. Una vez que le salieron bien, el señor Leeuwenhoek no se conformó con utilizarlas para mirar las telas y se puso a mirar todo lo que pillaba: gotas de agua, semillas, madera, cristales, insectos y todo por lo que sentía curiosidad. Lo

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que vio era un mundo fascinante lleno de cosas invisibles ante nuestros ojos y lo más asombroso de todo era que muchas se movían. Dedujo que lo que veía eran diminutos seres vivos, así que los llamó “animálculos”. Las lupas que hacía eran diminutas, las hacía a mano y las fijaba en un pequeño orificio taladrado en una plancha de metal. Conseguía acercar los objetos a la lente colocándolos en la punta de un tornillo que podía desplazar girándolo hasta que estaba en línea con la lente y con su ojo. Muchas de sus lentes estaban tan bien hechas que pudo ver las cosas hasta 300 veces más grandes. Ahora a estos instrumentos los llamamos microscopios simples, porque solo llevan una lente. Él no sabía aún lo importantes que eran los “animálculos” ni que ahora los llamamos microbios. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios


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Fotografía del microscopio con el que Leeuwenhoek observó los “animálculos”. El señor Leeuwenhoek encontró microbios en el agua y en distintas partes del cuerpo humano, incluso hasta en su boca. Seguro que se asustó cuando el 24 de abril de 1676 los vio por vez primera. No se podía creer que en su propia boca viviesen tantos seres minúsculos y lo contaba así: “Eran realmente muy pequeños, tan pequeños a mi vista, que juzgo que aún si cien de estos pequeños animales se ubicaran uno al lado de otro, no podrían alcanzar la longitud de un grano de arena”. Tras ver la gran cantidad de “animálculos” que había en el agua de un estanque, pensó que esos seres

podrían contaminar otros lugares: “Si un hombre limpia sus vasos de vino o cerveza en este estanque, entonces quién sabe cuántos pequeños animales podrían quedarse pegados en ellos y ser transportados hasta la boca...”. Esta observación es uno de los primeros pasos que se dieron para descubrir algo muy importante: que los microbios pueden llegar a nuestro cuerpo al comer y que, si bien la mayoría no son perjudiciales, algunos microbios que contaminan las aguas o los alimentos pueden a veces producir enfermedades como la diarrea. Bacterias de la boca dibujadas por Leeuwenhoek. “Una increíble multitud de animálculos vivos, nadando más ágilmente de lo que yo antes había visto. Los de más tamaño… retorcían su cuerpo haciendo curvas para ir hacia delante… Es más, los otrosanimálculos se encontraban en número tan grande que toda el agua parecía estar viva”.

Esos pequeños bichitos: ¿cómo vemos a los microbios? Para poder ver a los microbios necesitamos un microscopio. Los más grandes como los protozoos e incluso las bacterias, los podemos ver aumentando con un microscopio compuesto, que a diferencia del microscopio de Leeuwenhoek tiene dos lentes, una agranda la imagen de la otra, y entre las dos consiguen aumentos de unas mil veces. Para ver a los virus, los más pequeños de todos ellos, se necesita aumentar la imagen un millón de veces; sólo se pueden ver utilizando un microscopio electrónico, el instrumento que puede producir ese aumento. A diferencia del microscopio óptico, el microscopio electrónico usa haces de electrones en vez de luz y no los enfoca con lentes de vidrio, sino con dispositivos electromagnéticos. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Bacteria Haemophilus influenzae, causante de la meningitis y otras graves enfermedades. Imagen aumentada cien mil veces.

¿Cómo son los microbios? Además de su diferente tamaño, los microbios de distintas clases tienen formas distintas, unos son redondos, otros alargados, los hay que se parecen a hélices, y otros son como pequeñas cajitas. Podemos decir que en el microcosmos hay tanta o más diversidad en cuanto a la forma de sus habitantes que la que hay entre los animales y las plantas que vemos a simple vista. También su organización los hace diferentes. Así, hay microbios, como muchas bacterias, arqueas y protozoos, formados por una sola célula; los virus ni siquiera son células y en el otro extremo los hay tan complejos que, como algunas algas y hongos, están formados por varias células. Y por último su manera de vida es muy diversa, unos viven en el agua y se alimentan de sustancias minerales obteniendo energía a partir de la luz, otros viven en el suelo o sobre las plantas, hay otros que viven dentro de animales y plantas. A veces algunos microbios utilizan a las plantas y a los animales , vivos o muertos, como su propia comida.

UN

C ATÁLOGO DE M ICROB IOS

Microbios con núcleo: los más complicados Las células más complicadas, como las de nuestro cuerpo, tienen el material genético, el ADN, dentro de un compartimento especial que llamamos núcleo. El núcleo es una bolsita formada por una membrana que separa a los cromosomas del resto de la célula, así la reproducción del ADN trascurre en un recinto especial, separado de los otros procesos que realiza la célula para crecer.

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Los biólogos llaman eucariotas a este tipo de organismos con núcleo. Los protozoos, algas y hongos son seres eucariotas y se dice que sus células son eucarióticas. Por otro lado las arqueas y las bacterias son células cuyo ADN no está separado del citoplasma por ninguna barrera, se las llama organismos procariotas y se dice que sus células son procarióticas. Las células eucarióticas son normalmente más grandes y complejas que las procarióticas. Además de núcleo, las células eucarióticas tienen otros orgánulos que son como pequeñas máquinas especializadas en hacer un determinado trabajo. Por ejemplo, las mitocondrias se dedican a respirar y producir energía y los ribosomas a fabricar proteínas.

Alga verde del grupo Chlorophyta.

Herramientas para aprender Nunca viene mal saber un poco de griego Eucariota es una palabra técnica que se forma juntando tres palabras griegas, “eu”, con el significado de “verdadero”, “carion” que significa “semilla” o “núcleo” y “ote” que es el sufijo que sirve para formar sustantivos. La palabra procariota significa anterior a la semilla, pues en griego “pro” tiene el significado de “anterior”. Se llama procariotas a las células sin núcleo porque se cree que precedieron en el tiempo a las células con núcleo. Una célula compleja, la célula eucariótica. En su interior, además del núcleo, hay multitud de orgánulos, cada uno con una función imprescindible para que todo marche bien. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Herramientas para aprender Genética elemental Las propiedades de los microbios, como las de todos los seres vivos, son fruto de la información que contienen sus genes. En ellos están las instrucciones que se transmiten a la descendencia y determinan multitud de detalles, como el color de los ojos o del pelo. Los diferentes organismos tienen diferencias tanto en el número como en la información que contienen sus genes; decimos que cada organismo posee un genoma, o conjunto de genes, que le identifica y distingue de los demás. En los genes la información genética está dictada por la secuencia en la que se ordenan los elementos que forman el ADN. Uno de los logros científicos del siglo XXI ha sido la determinación de la secuencia de los genomas de numerosos organismos, entre ellos el genoma humano, que contiene unos 25.000 genes, cuyo primer borrador obtenido en el año 2000 fue el primer paso para una segunda versión casi completa que se publicó en el 2003.

Protozoos y algas: los más parecidos a nuestras células Si observamos con el microscopio una gota de agua de un charco encontraremos una gran cantidad de microbios. Podremos ver protozoos, que son células de formas muy diversas capaces de moverse en busca de alimento. Los protozoos no tienen paredes rígidas, por lo que algunos, como las amebas, cambian de forma cuando se mueven. En el agua también veremos diminutos seres similares a las plantas y que, como ellas, obtienen su alimento por fotosíntesis, es decir, aprovechando la energía que suministra la luz: se trata de las algas microscópicas, que son parientes diminutos de las algas que viven en la orilla del mar. A las plantas y a las algas, que pueden obtener su alimento a partir de minerales, agua y dióxido de carbono se les llama autótrofos, porque generan su propio alimento.

En el agua de muchas charcas podemos encontrar varios tipos de plantas y animales unicelulares. Las algas no se mueven ellas solas y algunas como las diatomeas de arriba están dentro de un estuche mineral por lo que son rígidas. Hay protozoos, como los paramecios del centro, que tampoco cambian de forma pero pueden moverse usando unos minúsculos pelos como si fuesen remos microscópicos que les permiten navegar. Otros protozoos, como las amebas de abajo, cambian de forma continuamente, se mueven como si fuesen retorciéndose de un lado a otro.

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Pon manos a la obra [

Para ver microbios sigue las instrucciones indicadas en la Práctica 1 para utilizar un microscopio.

Los hongos: “ni chicha ni limoná” ¿Alguna vez te has encontrado unos sospechosos puntitos verdes en una naranja o un trozo de pan al que le han salido unos pelillos blancos? Se dice que la naranja o el pan están mohosos. Lo que llamamos mohos son hongos que han crecido en los alimentos. Los hongos no son “ni chicha ni limoná” porque no son ni animales ni vegetales. A diferencia de las plantas, los hongos no obtienen sus alimentos y energía por fotosíntesis. No tienen cloroplastos, que son los orgánulos que en las plantas y las algas contienen la clorofila, el pigmento de color verde que puede aprovechar la energía de la luz. Para alimentarse los hongos necesitan materia orgánica, generalmente plantas o animales muertos, y por eso se dice que son heterótrofos. Se distinguen además en que la pared que da rigidez a sus células tiene una composición diferente a la de las plantas. Pero los hongos tampoco son animales porque, entre otras cosas, no se mueven.

Herramientas para aprender Aplica tu conocimiento de idiomas ¿Sabrías encontrar lo que significan “autós”, “héteros” y “trofé” en griego? ¿Podrías explicar entonces el significado de “autótrofo” y de “heterótrofo”? Los hongos pueden ser de tamaños muy distintos; algunos, como las levaduras, están formados por una sola célula y son tan pequeños que no los vemos a simple vista; otros están formados por un gran número de células y son mucho más grandes, como las setas. A los organismos formados por una sola célula se les llama unicelulares, mientras que pluricelulares son los que, como nosotros, tienen muchas células. Ya sean unicelulares o pluricelulares los hongos son seres eucariotas, porque sus células tienen núcleo. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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La reproducción de los hongos es bastante compleja, generan esporas, las cuales forman el polvillo verde de una naranja enmohecida o el que se desprende de la parte inferior del sombrerillo de las setas. Las setas son hongos gigantes que tienen gran parte de su cuerpo enterrado en el suelo. Lo que nos encontramos cuando damos un paseo por el campo es su aparato reproductor, que asoma por encima de la tierra en el momento de reproducirse para que las esporas se diseminen. Las esporas, además de ser dispersadas por el viento y la lluvia, son formas resistentes a los elementos por lo que ofrecen muchas ventajas para que los hongos colonicen ambientes muy diversos.

Hongos gigantes y enanos. Las setas son tan solo la parte visible de un hongo que vive enterrado en los restos de vegetales del suelo, que son su alimento. Los mohos que crecen en frutas y otros vegetales en descomposición también son hongos pero mucho más pequeños, tanto que para ver lo que serían sus setas hay que mirarlos por un microscopio (ver Práctica 4).

Bacterias: microbios sin núcleo que nos hacen compañía Las bacterias también son células aisladas, o bien muy pocas células juntas; por tanto, son organismos unicelulares. Cuando varias están juntas son generalmente descendientes de una bacteria que ha crecido y se ha reproducido. No tienen núcleo, es decir son procariotas, pero su ADN, sin estar contenido en una membrana, también forma una estructura a la que se llama nucleoide.

Las diferentes bacterias tienen formas muy diversas. A las que son como bolas se las llama “cocos” (arriba a la derecha), a las que son como palitos, “bacilos” (arriba a la izquierda), se llaman “espirilos” a las que tienen forma helicoidal (abajo) y “ramificados”, a los que presentan ramas (en el centro). Son células en las que el ADN no está separado del citoplasma por una membrana pero su estructura es compleja. Para conocer más detalles de la estructura de la bacteria, ver el ejercicio final de la sección “En busca del microtesoro”.

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Las bacterias están rodeadas de una pared celular que determina la forma que tienen y es muy rígida. Esto ocurre porque en su interior acumulan muchas moléculas, y eso provoca que su citoplasma esté a presión, a 4 atmósferas. Para hacernos una idea de lo alta que es, comparémosla con la que hay dentro de una olla a presión: solo 1,5 atmósferas. Las bacterias estallarían sin más si no tuvieran esa pared rígida. Las bacterias están adaptadas a vivir en ambientes muy diversos. En la naturaleza hay bacterias de formas muy distintas, que se cree les facilitan vivir en diferentes ambientes, por ejemplo para los bacilos es más fácil nadar en línea recta que para los cocos. Se multiplican mediante procesos muy precisos y muy bien regulados de forma que su propagación en las condiciones adecuadas ocurre con eficacia y rapidez.

Microbiología práctica Alimentos echados a perder Un alimento dejado a la intemperie puede estar completamente estropeado en unas pocas horas. Es el resultado de la multiplicación de bacterias que lo pueden contaminar. Para evitarlo podemos refrigerarlo, al bajar la temperatura las bacterias crecen y se multiplican con mucha más lentitud y el deterioro es más lento, pero siempre se ha de vigilar que el ali-

mento no esté estropeado, porque algunas bacterias son perjudiciales. Además de que podemos ver algunos signos de que estén deteriorados, el sentido del olfato nos ayuda a detectar si los alimentos se han estropeado, porque las bacterias suelen producir compuestos con olores desagradables al descomponerlos.

Arqueas: la vida en el infierno Las arqueas son muy parecidas a las bacterias. También son microbios unicelulares procariotas, es decir que su ADN no está separado del citoplasma. Pero tienen características químicas y genéticas muy distintas a las de las bacterias. Por ejemplo, se diferencian en los componentes de su membrana y de su pared celular. Muchas arqueas viven en ambientes extremos, como lugares muy salados, con temperaturas muy altas o sometidos a una presión enorme, los sitios que la mayoría de los seres vivos no podemos soportar. Hay arqueas que pueden vivir en el cuerpo de animales, pero todavía no se ha encontrado ninguna que cause enfermedades. Conocemos peor la proliferación de las arqueas que la de las bacterias porque muchos de los ambientes extremos en los que viven son muy difíciles de reproducir en el laboratorio. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Resistentes al calor. Sulfolobus es un tipo de arquea que vive en aguas termales de volcanes a temperaturas de hasta 80ºC.

Virus: trozos de células Los microbios más pequeños son los virus. Los virus son muy sencillos; no son más que un conjunto de genes incluidos en una cáscara de proteínas y grasas. A diferencia de otros microbios, cuando están solos los virus no comen, ni respiran, ni se mueven. Pero sí pueden reproducirse dentro de nuestras células. Igual que los virus informáticos entran en nuestros ordenadores y los fastidian, los virus generalmente matan a las células que infectan, causando enfermedades como el sarampión, la varicela o el sida. Podríamos decir que los virus solo pueden vivir cuando infectan a una célula. Fuera de ella solo son un conjunto de moléculas muy bien organizado. Por eso los científicos no se ponen de acuerdo sobre si los virus son seres vivos o no. Tampoco se ponen de acuerdo sobre el tiempo en el que aparecieron los virus porque algunos opinan que para que existiesen tenía primero que haber células, pero otros proponen que los virus podrían haber surgido casi a la par que las bacterias.

Estructura de un virus. En su interior tiene el material genético protegido por una cubierta de proteínas que en este, como en muchos otros casos, tiene forma de icosaedro, un poliedro cuyas caras son todas triángulos equiláteros, por lo que es muy resistente. Todo ello está recubierto por una membrana con lípidos.

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Para reflexionar ¿Por qué a veces los científicos no se ponen de acuerdo? ✱ No es un contrasentido que haya discusiones entre los científicos sobre lo que se sabe,

porque la Ciencia no es la verdad absoluta. Los científicos observan unos hechos y de ellos deducen una explicación. Luego hacen experimentos para obtener datos sobre ello y los interpretan para extraer conclusiones que expliquen mejor la naturaleza. Pero esas conclusiones pueden no ser las mejores, bien sea porque el científico se ha equivocado en la interpretación, o más frecuentemente por ser incompletas, ya que muchas veces no se conocían al principio todos los elementos que intervienen en el problema inicial. Por eso el conocimiento solo avanza cuando otros científicos someten lo que se deduce de esas interpretaciones a otros experimentos diseñados para comprobar si son ciertas o falsas. Hacer Ciencia es por eso una tarea que nunca se acaba, porque se basa en la curiosidad por saber y por ello según se van encontrando explicaciones, se nos ocurren otras preguntas para las que tenemos que encontrar respuesta.

M ICROB IOS

POR EL M UNDO

Este mundo es de los microbios Los microbios se encuentran por todas partes de nuestro planeta, en la tierra y en el agua, y aunque no crezcan en la atmósfera sí se trasladan por el aire. También se encuentran en nuestro cuerpo. Las bacterias son los organismos vivos más ampliamente distribuidos en la naturaleza, además ya dijimos que sus antepasados directos vivieron en el planeta muchos millones de años antes que los nuestros. Pero además los microbios viven donde otros seres vivos no pueden. Algunas bacterias y arqueas sobreviven en condiciones extremas: a temperaturas muy altas o muy bajas, en las profundidades de los océanos o de la corteza terrestre. Crecen casi en cualquier sitio en el que haya humedad.

Vista del lago Grand Prismatic Spring, en el parque de Yellowstone, Estados Unidos. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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El mundo y los microbios La vida en el infierno

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Las aguas del río Tinto, en Huelva, tienen unas condiciones que hacen prácticamente imposible la vida en ellas: son muy ácidas, contienen metales tóxicos y muy poco oxígeno. El río Tinto debe su nombre al color rojo intenso de sus aguas, que se debe a que contienen hierro disuelto. Ya en la época de los romanos se explotaban minas en este lugar. Pese a todas esas condiciones químicas que para nosotros son perjudiciales, en ellas habitan bacterias capaces de alimentarse de minerales y resistir la acidez extrema. También en el Parque Nacional de Yellowstone

(Estados Unidos) podemos encontrar lagos naturales de colores vivos. El Parque es una reserva natural situada en una zona volcánica de Estados Unidos. Los distintos colores se deben a las diferentes clases de bacterias que viven en ellos. Lo sorprendente es que en los manantiales que los alimentan el agua brota a temperaturas superiores a 70 ºC, nosotros no resistiríamos ni unos minutos en tal infierno, pero para las bacterias que viven allí, esto es como el paraíso.

Fábricas de alimentos La transformación de materias primas como la harina y la leche produce alimentos que la humanidad ha fabricado desde hace miles de años porque además de estar buenos se pueden conservar durante más tiempo. En la fabricación de muchos alimentos se usan varias clases de microbios que les dan unas propiedades específicas. Para fabricar pan se utilizan levaduras. Son unos hongos unicelulares que siendo heterótrofos tienen que utilizar materia orgánica para crecer. Las levaduras fermentan los carbohidratos de la masa de panadería y los convierten en alcoholes y ácidos que, aunque muchos se evaporan al hornear, le dan sabor. Se produce también gas carbónico, que hace que la masa “suba” en el horno y se vuelva ligera y esponjosa. También se utilizan levaduras para producir vino y cerveza a partir de los carbohidratos del zumo de uva o de los extractos de malta. Aquí lo que se aprovecha es el alcohol y los ácidos que se producen por fermentación de la glucosa. Y hay mohos como el Penicillium roqueforti que se utiliza para madurar el queso de Cabrales (además del Roquefort). El hongo es el responsable de producir las zonas de color azul verdoso y darle un sabor picante peculiar. Lactobacillus bulgaricus es una de las bacterias lácticas que se usan para convertir la leche en yogur. Transforman el azúcar de la leche (llamado lactosa) en ácido láctico y otros compuestos que dan una textura, aroma y sabor característicos. Otras bacterias lácticas intervienen en la producción

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del chorizo y en la fermentación del repollo que produce el chucrut. Hay quesos, como el suizo Emmental, que tienen “ojos” que se forman por la liberación de gas por la fermentación realizada por otras bacterias llamadas Propionibacterium.

Microbios que transforman la leche. Lactobacillus, una de las bacterias que se utiliza para fabricar yogur (a la izquierda). Dos tipos distintos de quesos fabricados por microbios. El queso del centro es el Emmental, con agujeros porque hay bacterias que cuando madura producen gas. El queso de Cabrales que se ve a la derecha es típico de Asturias. Las manchas de color azul verdoso son hongos que crecen en la maduración de este queso en lugares donde hay esporas de Penicillium.

Herramientas para aprender ¿Por qué insisten los científicos en ponerles nombres raros a los bichos y a las plantas? Desde hace muchos siglos la Ciencia es una actividad internacional, y ya en la Edad Media se utilizaba el latín como lengua compartida por todos para la enseñanza y la transmisión del conocimiento. Por eso a la hora de establecer las normas para poner los nombres científicos de los seres vivos, a Carl Linnaeus, que era un biólogo sueco, le pareció lo más natural utilizar nombres en esa lengua. La nomenclatura que a mediados del siglo dieciocho inventó Linnaeus fue una gran simplificación respecto a lo que hacían los científicos más antiguos para definir a un ser vivo. Ellos usaban un largo párrafo que lo describía en detalle. Propuso limitarlo a dos palabras que además indican la clase de ser vivo de la que se trata. Por ejemplo Penicillium roqueforti es un moho del género Penicillium, el mismo al que pertenecen los que ponen mohoso al pan y los limones, pero de otra especie, roqueforti, en honor al queso francés en el que se encuentra. Solo el nombre del género se escribe con mayúscula. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Microbiología práctica Todo sobre el yogur El yogur es un alimento muy común en el este de Europa, especialmente en Bulgaria, en donde recibe el nombre de “kíselo mliako”, literalmente “leche agria”. Es tan frecuente su uso que cuando se quiere comprar leche normal, si no queremos que nos den yogur, hay que especificar que se desea “priasno mliako”, o sea “leche fresca”. Además de consumirlo solo, los búlgaros también utilizan el yogur en la cocina como salsa y para hacer sopas frías o calientes

con pepino y eneldo, o lo escurren y con la crema más densa que queda, el pepino y el eneldo hacen una ensalada a la que llaman “Blancanieves”. Hace años se creía que la longevidad de los campesinos búlgaros se debía a que consumían mucho yogur, pero esto no se ha comprobado. Como curiosidad, la marca Danone, la primera en fabricar yogur de manera industrial, fue establecida en Barcelona en 1919 por el médico y empresario Isaac Carasso, de origen sefardí y nacido en la ciudad griega de Salónica.

Pon manos a la obra [

¿Qué necesitarías para producir tu propio yogur? ¿Deberás esterilizar todos los ingredientes que uses? Busca las respuestas en la Práctica 2.

Barrenderos del ambiente Muchos microbios, como hemos visto, pueden beneficiar al hombre, pero además son buenos para el medioambiente en general. Cuando las plantas y animales se mueren, sus nutrientes se quedan en sus cadáveres. Si estos nutrientes no son descompuestos por los microbios, nunca se encontrarán disponibles para que otros seres vivos se alimenten. La cantidad de nutrientes que hay en la Tierra no es infinita; por eso es necesario que los microbios reciclen los residuos orgánicos de los seres que se mueren para mantener la vida en nuestro planeta. Hay microbios devoradores de sustancias que son tóxicas para el hombre, como el petróleo que a veces es derramado al mar por los barcos. Por eso se utilizan para descontaminar suelos o aguas. También las aguas que algunas industrias contaminan con residuos y las que tiramos por las alcantarillas se limpian utilizando a los microbios como depuradores que descomponen la materia orgánica.

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Una vez tratadas para eliminar los contaminantes, las aguas residuales se pueden verter al medioambiente sin que sean un peligro.

Devoradoras de petróleo. La bacteria Pseudomonas putida que normalmente crece en aguas frías puede ayudar a limpiar el suelo contaminado por un derrame de petróleo.

Fabricantes de medicamentos Los microbios del ambiente se mantienen unos a otros a raya produciendo sustancias que frenan el crecimiento de los competidores e incluso los matan. El hombre ha descubierto cómo se pueden usar esas sustancias, a las que ha llamado antibióticos, para curar muchas enfermedades producidas por bacterias. Además, utilizando técnicas de ingeniería genética nosotros podemos modificar el material genético de los microbios para conseguir que funcionen como pequeñas fábricas de medicamentos. La bacteria Escherichia coli es la que más se utiliza para obtener compuestos que curan enfermedades, como la insulina que necesitan inyectarse los diabéticos.

Herramientas para aprender ¿Qué es la Ingeniería Genética? Desde el último cuarto del siglo XX disponemos de técnicas que permiten introducir genes en muchos seres vivos sin necesidad de recurrir a la reproducción sexual. Además podemos hoy en día introducir la información que se desea y no otra, y controlar la forma en la que se expresa. Incluso se pueden diseñar modificaciones en los genes y predecir cómo han de funcionar. Este conjunto de técnicas es lo que llamamos Ingeniería Genética. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Nariz Boca

Piel Intestino Genitourinario Los sitios que le gustan a los microbios para vivir en nuestro cuerpo. La piel, el aparato digestivo, el respiratorio y el genitourinario albergan muy diversos microbios en una persona sana.

M ICROB IOS ,

NUESTROS VISITANTES

¿Microbios en nuestro cuerpo? En el cuerpo viven muchos microbios, en realidad hay muchas más células que son microbios que células humanas, porque nueve de cada diez células del cuerpo son bacterias. La mayoría se encuentran en el aparato digestivo, pero también habitan en otras cavidades, ojos, nariz, oídos, o en la superficie de la piel. También nuestro cuerpo puede albergar virus; algunos nos producen enfermedades, en esa relación el que se beneficia es solo el virus, por ello se dice que es un “parásito”. Cada uno llevamos en el intestino alrededor de un kilo de bacterias que forman la flora intestinal. Entre las bacterias del intestino y nuestro cuerpo existe una relación en la que ambas partes resultan beneficiadas: las bacterias tienen un lugar para vivir y alimentarse y a cambio nos facilitan digerir algunos alimentos y además producen vitaminas. A esto se le llama “vivir en simbiosis”.

Para reflexionar ¿Los microbios son buenos o malos? ✱ En realidad los microbios no son ni buenos ni malos, ellos viven su vida lo mejor que pueden, lo mismo

que hacemos nosotros. Pero cuando hablamos de microbios, o los vemos en los anuncios, a veces pensamos en seres malignos porque producen enfermedades. Estamos confundidos: la mayor parte de ellos nos proporcionan más beneficios que daños; de hecho, necesitamos a los microbios para vivir y para proteger el medioambiente.

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Sin la flora intestinal los humanos no podríamos digerir bien los alimentos ni tendríamos la cantidad de vitamina K que necesitamos. Las bacterias de la flora intestinal fabrican vitamina K, una sustancia necesaria para que la sangre coagule correctamente. Sin ella nos podríamos desangrar por cualquier herida. Nuestro cuerpo no es capaz de producir esta vitamina, aunque sí podemos tomarla con algunos alimentos, como las verduras frescas y el aceite. Por eso para estar sanos necesitamos seguir una dieta variada y tener una flora intestinal equilibrada. Además, los microbios que conviven con nosotros nos protegen frente a las infecciones. Funcionan como barreras protectoras contra la invasión de otros microbios dañinos porque compiten con ellos por los alimentos y por el espacio. Por eso las bacterias de nuestro cuerpo son casi siempre beneficiosas para nosotros.

Infección Cuando el cuerpo está sano existe un equilibrio entre todas nuestras células, con ellas mismas y con muchos microbios, como ya dijimos. Cuando alguna de nuestras células rompe ese equilibrio, y las demás no consiguen neutralizarla se puede provocar un cáncer. Pero también en ese campo de batalla se pueden presentar conflictos entre nuestras células y los microbios, sobre todo con los que a manera de invasores microscópicos intentan entrar en el cuerpo y usarlo como vivienda y comida. Para neutralizarlos y contrarrestar sus efectos nocivos el cuerpo despliega un conjunto de minúsculos defensores, a los que conocemos como defensas inmunitarias, que generalmente consiguen mantenernos sanos. Pero cuando los microbios van ganando la batalla a las defensas inmunitarias aparecen las infecciones. También algunas bacterias que normalmente habitan en nuestro cuerpo sin ser dañinas pueden provocar de la noche a la mañana una infección. Esto ocurre cuando las defensas naturales del cuerpo se debilitan, bien sea por desnutrición, por otra enfermedad como el sida, o porque sufrimos un accidente grave o una operación importante.

Para reflexionar El porqué de los microbios ✱ El propósito de los microbios no es colaborar con nosotros para suministrarnos alimentos ni

depurar nuestros residuos. Su objetivo es propagarse lo más rápidamente que pueden aprovechando la escasa comida que hay en el planeta Tierra. Por eso para algunos microbios nosotros somos su comida. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Patógenos: microbios del lado oscuro Los microbios que atacan a nuestro organismo causando enfermedades son los temidos patógenos. Hay muchos tipos de microbios patógenos y pueden ser virus, bacterias, hongos o protozoos. Cada tipo de microbio patógeno ataca de una manera distinta y se concentra en una zona determinada del cuerpo. Así, la persona infectada padece un tipo u otro de enfermedad. Por ejemplo, la Salmonella es una bacteria con poderosas armas que le permiten invadir las células del intestino. Por eso cuando comemos un alimento contaminado con esta bacteria sufrimos los síntomas de la salmonelosis: vómitos, diarrea y dolor de tripa.

Contagio Las enfermedades infecciosas, al contrario de las enfermedades hereditarias, se pegan o son contagiosas, ya que los microbios que las causan pueden pasar de una persona sana a una enferma de distintas maneras, a las que llamamos vías de transmisión. El contagio puede ser directo, de persona a persona, pero también se transmiten enfermedades por agua o alimentos estropeados, por el aire que se esparce al estornudar, o tocando objetos contaminados. Algunos patógenos pueden transmitirse mediante animales como algunos mosquitos.

El mosquito Anopheles. El parásito que produce la malaria se contagia por la picadura de este mosquito. A los animales que sirven de intermediarios para transmitir una enfermedad se les llama vectores.

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DE M ICROB IOS M OLESTOS

Defensas Nuestros sistemas de defensa son de dos tipos: externos e internos. Las defensas externas son las primeras en actuar, funcionando como barreras que evitan la entrada de patógenos en el organismo. Las barreras externas son la piel, las mucosas y los microbios beneficiosos que conviven con nosotros. La piel funciona como un muro impermeable que cubre casi toda la superficie del cuerpo. Las mucosas recubren las aberturas naturales del organismo, como boca, ano, fosas nasales, vías respiratorias, urogenitales y digestivas. Además de funcionar como barreras, las mucosas producen secreciones que contienen sustancias que matan a los microbios. Por ejemplo, el ácido clorhídrico del jugo gástrico protege el estómago frente a los microbios que contienen los alimentos. Cuando nos hacemos una herida o una quemadura estas barreras se rompen, permitiendo a los microbios entrar en nuestro cuerpo. En la piel y mucosas tenemos además unas sustancias llamadas defensinas que destruyen a los patógenos atacando la cubierta que los protege. Los microbios que viven en la piel, en el aparato digestivo y en el sistema respiratorio no dejan espacio ni alimentos suficientes para que otro microorganismo invasor pueda multiplicarse y por eso nos protegen frente a la infección por patógenos. Las defensas internas se ponen en marcha cuando los microbios superan las barreras externas, penetrando en el organismo. Para frenar su invasión actúan los leucocitos o glóbulos blancos. Estas células destruyen a los invasores engulléndolos o fabricando proteínas dirigidas contra ellos (los anticuerpos).

Microbiología práctica ¿Por qué aparecen diarreas después de un tratamiento con antibióticos? Las diarreas las producen microbios patógenos que invaden nuestro intestino. Normalmente los microbios de nuestra floNi contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

ra intestinal impiden que los patógenos se multipliquen. Cuando tomamos antibióticos actúan sobre todos los microbios del cuerpo y así alteramos, o incluso destruimos, la flora intestinal; a continuación los microbios dañinos pueden atacarnos más fácilmente y en algunos casos producirnos diarreas.

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Imagen microscópica de la sangre. Los glóbulos rojos o eritrocitos, son mucho más abundantes que los glóbulos blancos o leucocitos. En este caso se trata de un linfocito (color morado), un tipo de leucocito que desempeña un papel esencial en el sistema inmunitario para combatir las infecciones.

El mundo y los microbios Biodiversidad: la primera de nuestras defensas

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¿Sabías que la destrucción del medioambiente aumenta la probabilidad de que padezcamos una enfermedad infecciosa? Las condiciones ambientales, como la presencia de aguas estancadas o de vegetación, determinan la supervivencia y diseminación de los microbios y de los vectores que los transmiten. Por eso, cuando el hombre altera con sus actividades el equilibrio del ambiente se puede producir la propagación rápida de una enfermedad. Esto es lo que ha ocurrido con la transmisión de la malaria, que es la enfermedad parasitaria que causa más muertes en el mundo. Se ha visto que en aquellas regiones que sufren procesos de deforestación, como la selva amazónica, existe un ma-

yor número de enfermos de malaria. Esto se debe a que la destrucción de la vegetación genera condiciones ambientales que favorecen la reproducción del mosquito Anopheles, el vector que transmite el parásito causante de la enfermedad.

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Gracias a la gran diversidad de especies animales que hay en el planeta, hay un sinfín de mecanismos de defensa naturales frente a los microbios patógenos. Pero con la alteración de los ecosistemas están desapareciendo muchas especies del planeta, con lo que cada vez estamos menos protegidos frente a las infecciones.

Ayudar a nuestras defensas Para evitar que un microbio nos invada tenemos que ponernos en guardia. Lo más importante es seguir unas normas básicas de higiene personal y con los alimentos. La regla de oro es mantener las manos limpias para así no contaminar todo lo que toquemos con ellas. Se recomienda lavarse las manos que estén visiblemente sucias o que hayan tocado objetos contaminados, el suelo o aguas putrefactas.

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Las manos sucias están llenas de microbios. Para no correr riesgo de infectarnos con ellos, cosa peligrosa si alguno es patógeno, debemos lavárnoslas con agua y jabón antes de tocar alimentos o llevárnoslas a la boca, nariz u ojos. En los primeros meses de vida el niño recibe una buena protección frente a algunas enfermedades con la leche materna, pero luego su organismo ha de enfrentarse a las infecciones él solo. Para prevenir algunas enfermedades infecciosas podemos preparar nuestro cuerpo para que se haga más fuerte contra los microbios dañinos. Esto se hace con las vacunas. Hay muchos tipos de vacunas, pero la mayoría contienen gérmenes inactivados o atenuados de manera que no pueden producir la enfermedad, pero sí activar los mecanismos del cuerpo que nos inmunizan frente al patógeno virulento. Consiguen así dejar en nuestro sistema de defensas la memoria que le permitirá protegerse frente a una futura infección.

Pon manos a la obra [

Lo que llevas en las manos no siempre lo ves. Haz la Práctica 3 y te asombrarás de todo lo que hay en una mano sucia.

¿Cómo curamos las infecciones? Si nuestras defensas no han sido capaces de evitar que un microbio penetre en nuestro cuerpo y nos ponga enfermos, tenemos que ayudarlas tomando algún medicamento. Los antibióticos son medicamentos que ayudan a curar enfermedades producidas por bacterias. Estos compuestos matan a las bacterias, o al menos frenan su propagación, convirtiéndose en aliados de nuestras defensas en la lucha contra las infecciones por bacterias. Sin embargo, los antibióticos no sirven para curar las enfermedades producidas por virus, como es la gripe, ni tampoco sirven para combatir a los hongos ni a los protozoos. Para curar estas otras enfermedades hay otros tipos de medicamentos: antivirales, antifúngicos y antiparasitarios. Los médicos saben qué ha de recetarse en cada caso. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Momentos históricos La granjera, la vaca y el médico A finales del siglo XVIII un médico inglés que se llamaba Edward Jenner inoculó por primera vez una vacuna contra la viruela. El paciente era un niño de ocho años que se llamaba John Phipps. El médico tomó un poco de secreción de una granjera que tenía una herida, y que se había infectado cuando ordeñaba una vaca que tenía la viruela vacuna, una enfermedad parecida a la viruela humana pero no tan grave. Quince días después, volvió a pinchar a John con un poco de pus que había extraído de una persona que estaba infectada de la viruela. El niño no se puso nunca enfermo de viruela, y así quedó demostrado que inocular el germen –o sea, vacunar– provoca una acción de defensa en el cuerpo que le protege de futuras infecciones. Edward Jenner, grabado del siglo XIX.

Para reflexionar Cuestión de ética ✱ Hoy en día el ensayo para saber si un medicamento o una vacuna es eficaz no está permitido

hacerlo como lo hizo Jenner. ¿Te parece ético el experimento de Jenner? ¿Sabrías decir por qué?

Antibióticos: préstamo de la naturaleza Los antibióticos se llaman así (del griego “anti” –contra– y “bios” –vida–) porque son sustancias producidas por microbios para matar o inhibir el crecimiento de otros microorganismos. La mayoría de los antibióticos son producidos de manera natural por algunas bacterias y hongos como estrategia para eliminar otras bacterias que compiten con ellos por el alimento. El primer antibiótico que empezó a utilizarse en medicina fue la penicilina, descubierta en 1928 por el médico escocés Alexander Fleming cuando examinaba una placa Petri con agar en la que un hongo había matado unas bacterias.

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Momentos históricos La cocina de la señora Hesse y unas cajas de cristal Hasta el siglo XIX los científicos usaban caldos líquidos para hacer crecer las bacterias en el laboratorio. A finales de ese siglo, un médico alemán llamado Walther Hesse estudiaba las bacterias cultivándolas en gelatina animal. Pero tenía un problema que le traía de cabeza: en verano la gelatina se derretía y sus experimentos se estropeaban. Tras muchas vueltas, se acordó de las deliciosas gelatinas y pudines que hacía su mujer. ¿Por qué no se derretían? Su mujer, Angelina Hesse, le contó que tenían un ingrediente secreto: el agar. El agar es un compuesto que se obtiene a partir de algas marinas y que, al igual que la gelatina, es capaz de convertir un medio líquido caliente en uno sólido cuando se enfría. Pero a diferencia de la gelatina el agar solidificado no vuelve a fundirse si no es a temperaturas muy altas.

Walther Hesse trabajaba con uno de los padres de la microbiología, Robert Koch, que descubrió el bacilo del ántrax y el de la tuberculosis y recibió el premio Nobel en 1905. Cuando le contó su descubrimiento, Koch empezó a utilizar el agar para cultivar bacterias. Pero no tenía recipientes adecuados para contenerlo. Este inconveniente lo resolvió uno de sus ayudantes, Richard Julius Petri, que inventó unos recipientes cilíndricos de vidrio de poca altura y con una tapa también de vidrio. Servían para contener el agar, por su poca altura se podía trabajar muy bien en su superficie y al poderse tapar se podían mantener estériles a la vez que al ser de vidrio dejaban ver el interior, incluso estando tapados. En su honor estos recipientes se bautizaron como “placas Petri”. Hoy en día en todos los laboratorios de microbiología del mundo los microbios se cultivan en placas Petri, ahora generalmente de plástico, que contienen agar con los nutrientes necesarios para su crecimiento. Esto nos muestra que los grandes descubrimientos no sólo son cosa de los brillantes genios científicos, sino también de sus ayudantes, e incluso de las parejas de éstos.

¿Cómo funciona un antibiótico? Además de la penicilina, en la guerra contra los microbios utilizamos un gran arsenal de antibióticos muy diversos. Cada antibiótico posee su propia estrategia para atacar al enemigo. En el caso de la penicilina, la estrategia consiste en bloquear la formación de la pared celular que rodea a las bacterias. Recordemos que el interior de las bacterias está a presión, por lo que privarlas de su corsé rígido hace que estallen. Otros antibióticos, como la estreptomicina, no dejan a las bacterias producir las proteínas que necesitan para vivir. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Sea cual sea su forma de combatir a las bacterias, todos los antibióticos tienen algo en común: no pueden producir daños al hombre. Así, la penicilina no nos hace daño casi a nadie porque nuestras células no están a presión, y por eso no tienen ese corsé rígido que rodea a las bacterias. La penicilina, en nuestro cuerpo, no encuentra ningún sitio donde actuar. Hay algunas personas alérgicas a la penicilina, pero lo son no porque el antibiótico mate a sus células, sino porque sufren una reacción inmunitaria anómala. Sus defensas inmunitarias se confunden y toman a la penicilina por un invasor peligroso.

Momentos históricos Penicilina, viaje de ida y vuelta al hospital En el otoño de 1928 Alexander Fleming investigaba en su laboratorio del hospital de Santa María en Londres el comportamiento de la bacteria Staphylococcus aureus cultivándola en placas Petri. En una de esas placas creció accidentalmente un hongo; observó que las bacterias no se habían desarrollado bien alrededor de la zona donde ese hongo había crecido. Inmediatamente pensó que el hongo habría producido alguna sustancia que mataba a las bacterias que estaban a su alrededor, y acertó. El hongo era Penicillium notatum, y la sustancia era la penicilina. Fleming solía repetir una frase de Pasteur que dice: “El azar no favorece más que a los espíritus preparados”, algo parecido a lo que se comenta que decía Beethoven sobre que la inspiración existe, pero ha de encontrarte trabajando. Fleming nació en Lochfield, Escocia, el 6 de agosto de 1881 y murió en Londres, Inglaterra, el 11 de marzo de 1955. Está enterrado en la Catedral de San Pablo, en compañía de otras personas ilustres del Reino Unido.

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Alexander Fleming trabajando en su laboratorio en el hospital de Londres. La penicilina no pasaría de ser una curiosidad si no se hubiese podido producir en suficiente cantidad como para administrarla a todos los enfermos que la precisen. Esto se empezó a hacer durante la Segunda Guerra Mundial cuando este antibiótico resultó vital para curar las heridas infectadas de los soldados. Se cultivó el hongo productor en enormes tanques que contenían un caldo de maíz a una temperatura Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios


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de 23 ºC. También se seleccionó un tipo especial de Penicillium, a partir de un melón pasado, que producía más penicilina que el aislado por Fleming. Este trabajo para desarrollar la penicilina como medicamento no lo hizo el médico escocés, sino un equipo de bioquímicos de la Universidad de Oxford, dirigido por el australiano Howard Florey y ayudado por el alemán Ernest Chain. A ellos también les fue otorgado, junto con Fleming, el Nobel en 1945. En la producción inicial de penicilina también fue crucial la participación de empresas norteamericanas expertas en la fermentación a escala industrial.

Imagen de la placa en la que se descubrió la penicilina. Alexander Fleming se dio cuenta de que un hongo había producido una sustancia capaz de frenar el crecimiento de la bacteria al notar que alrededor de la mancha grande blanca que estaba en la parte izquierda de la placa (el hongo) las bacterias (los redondeles más pequeños) no crecían. Esta sustancia era la penicilina.

Producción industrial de antibióticos Las empresas farmacéuticas producen los antibióticos utilizando los microbios que los hacen de manera natural. Para mejorar la producción seleccionan, a partir del microorganismo productor, variantes que produzcan más cantidad y las cultivan de forma que además de crecer muy bien, estén en las condiciones que favorecen la formación del antibiótico; por ejemplo algunos microbios producen más antibióticos cuando el medio de cultivo queda repleto de microorganismos. Cada tipo de microbio necesita disponer de un cierto alimento o estar a una temperatura determinada.

El ataque de los micro-clones: microbios resistentes Antes de que se descubrieran los antibióticos, millones de personas morían en todo el mundo por enfermedades infecciosas. Con su uso desde mediados del siglo veinte se lograron evitar muchas muertes. Pero al acabar el siglo ha surgido un problema: han aparecido bacterias resistentes a ellos. Los genes que confieren resistencia a los antibióticos se encuentran en la naturaleza y los organismos productores de antibióticos son los primeros que los necesitan para no suicidarse al fabricarlos. En los ambientes naturales muchas otras bacterias adquieren genes que las hacen resistentes a los antibióticos para no ser eliminadas por los microbios que los producen. Las bacterias patógenas pueden sobrevivir en presencia de antibióticos cuando otras bacterias les traspasan sus genes de resistencia. Esos genes que hacen que las bacterias se vuelvan resistentes pueden actuar de varias maneras: algunos expulsan a los antibióticos en cuanto éstos entran en la célula, otros los degradan y otros los inactivan. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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Microbiología práctica Los antibióticos solo actúan contra infecciones causadas por bacterias No funcionan contra infecciones provocadas por virus, como la gripe. Si tienes una infección vírica no

debes tomar antibióticos para empezar, porque no te vas a curar. Tan solo si la gripe se complica con una infección por una bacteria, cosa que a veces ocurre produciendo una pulmonía, será cuando el médico te recete un antibiótico.

Desde la década de los ochenta del siglo XX están apareciendo cada vez más bacterias resistentes a los antibióticos. De hecho continuamente surgen bacterias resistentes frente a cada antibiótico que empezamos a usar como medicina. Esta es la razón por la que en la actualidad las enfermedades infecciosas siguen siendo la primera causa de muerte. Cada vez es más difícil que los medicamentos que conocemos sean capaces de combatir enfermedades infecciosas tan importantes como la tuberculosis, la malaria o la neumonía. Por eso es necesario buscar nuevos antibióticos que nos permitan curar estas enfermedades.

¿Por qué ya no se descubren tantos antibióticos? Los científicos han intentado contraatacar introduciendo antibióticos modificados químicamente, que consiguen vencer por un tiempo a las bacterias resistentes, pero al final también algunas bacterias se hacen resistentes frente a esos antibióticos llamados semi-sintéticos. Actualmente se buscan antibióticos por muchos procedimientos, más complejos, caros y difíciles que el azar que permitió encontrar la penicilina, e incluso se intenta diseñarlos. Cuando se consigue un compuesto nuevo que tiene actividad contra las bacterias, queda por demostrar que se puede administrar de manera que llegue a donde se localiza la infección, que es inocuo para las personas y que se elimina con la orina. Todas estas pruebas, que son muy costosas y llevan mucho tiempo, hacen que el momento de introducir un nuevo antibiótico ocurra casi quince años después de dar el primer paso para encontrarlo. Esto es un problema muy grave, porque cada vez se descubren menos antibióticos y la experiencia nos dice que en cuanto un antibiótico nuevo comienza a utilizarse su eficacia empieza a desvanecerse por la aparición de bacterias resistentes. Por eso nunca se recalcará lo suficiente que todos los medicamentos, y sobre todo los antibióticos, no deben usarse a la ligera sino solo como un tratamiento recetado por un médico.

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Microbiología práctica ¿Cómo se toman los antibióticos? Los antibióticos son medicamentos que siempre deben ser recetados por un médico. Para que sean eficaces y evitar que aparezcan microbios resistentes a ellos es necesario seguir las indicaciones del médico, respetando la dosis y la duración del tratamiento. Aunque rápidamente notes que te encuentras mejor, no dejes de tomarlos antes de lo establecido por el médico. Es importante que respetes la duración del tratamiento para asegurarte de que el antibiótico ha eliminado la gran mayoría de las bacterias patógenas que producen la enfermedad. Incluso aunque te sientas mejor la infección puede no haber sido eliminada

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y entonces es muy probable que las bacterias que quedan vivas sean ya resistentes al antibiótico que has tomado, por lo que si sigues infectado y se reproducen, ya no servirá para curarte aunque lo vuelvas a tomar. No te automediques nunca, porque el mismo medicamento puede producir efectos distintos en personas diferentes. Incluso la penicilina puede provocar alergias en un bajo porcentaje de la población. Y es más, hay enfermedades muy diferentes cuyos síntomas iniciales son parecidos. En caso de enfermedad persistente acude al médico y no te fíes del medicamento que tu vecino te aconseje.

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Práctica 1 Todo un universo en una gota de agua E S TA P R Á C T I C A P U E D E R E A L I Z A R S E S I N S U P E R V I S I Ó N 쮿 Esta práctica nos sirve para ver los microbios que viven en el agua de las charcas de parques y campos. Y los vamos a ver aumentando la imagen con un microscopio. Vamos a sorprendernos, igual que le ocurrió a Leeuwenhoek, con la gran variedad de vida que existe en una simple gota de agua. Podremos, si el agua está recién recogida, ver que los habitantes microscópicos de la charca se mueven y que tienen formas muy diversas. 쮿 En el agua que bebemos no hay microbios, porque ha sido tratada para eliminarlos y así evitar que nos produzcan enfermedades. Tendrás por eso que localizar una charca que no esté sucia, y acompañado por un adulto recoger de ella un poco de agua en un recipiente de plástico que esté limpio y llevarla a casa. También puedes fabricar tu propia charca como se indica más abajo.

¿Qué es un microscopio? 쮿 Un microscopio es un instrumento óptico que sirve, al igual que las lupas y los telescopios, para aumentar las imágenes. El microscopio que normalmente se utiliza para ver a los microbios está formado por al menos dos lentes, y por eso se llama microscopio compuesto. Nuestros ojos no pueden distinguir dos puntos si no están separados entre sí más de una décima de milímetro, si están más juntos los vemos como un solo punto. Por eso no podemos ver a los microbios sin aumentar la imagen. 쮿 En un microscopio óptico compuesto la primera lente produce una imagen aumentada y la segunda la aumenta todavía más. Se puede aumentar la imagen hasta algo más de mil veces, pero para eso se necesita un microscopio de calidad. Muchos microbios de la charca los verás a no más de 100 aumentos, pero para ver bacterias necesitarás llegar a 500 o incluso más. Los virus no se pueden ver con un microscopio óptico, son demasiado pequeños. 쮿 Algunos principios básicos del funcionamiento de un microscopio están resumidos en esta práctica. Pero como hay modelos de microscopios muy diversos, tendrás, antes de empezar a usarlo, que aprender cómo funciona el tuyo. Para eso debes leer las instrucciones que traiga, y si no entiendes algo preguntar a tu profesora o profesor.

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쮿 El microscopio es un instrumento de precisión, y es frágil, por lo que ha de utilizarse con cuidado. 쮿 El microscopio tiene dos partes: una mecánica y otra óptica. La parte óptica comprende los sistemas de lentes y el aparato de iluminación. Las lentes son el ocular, situado cerca del ojo, y el objetivo, que se encuentra sobre el objeto (preparación) a observar. El aparato de iluminación tiene una lámpara y un diafragma que es una cortina circular que se puede abrir o cerrar para regular la intensidad luminosa. En los microscopios de calidad media hay un condensador que es otra lente que concentra la luz sobre la preparación.

Microscopio óptico Olympus CX21.

Por el microscopio no se pueden ver objetos opacos porque la imagen se produce por medio de la luz que atraviesa la muestra. Muchas muestras biológicas, como los tejidos del cuerpo humano, se observan haciendo lonchitas finísimas que son casi transparentes. Por eso no sirve de nada colocar un dedo debajo del objetivo, no verás nada y solo lograrás ensuciar la lente.

쮿 Los elementos de la parte mecánica son la base, el brazo, el cabezal que contiene las lentes oculares y la platina sobre la que se coloca la preparación. También hay una pieza que lleva enroscados los objetivos llamada revólver y dos tornillos para enfocar la preparación, el macrométrico y el micrométrico. Enfocar consiste en acercar la preparación hacia el objetivo hasta la distancia correcta para que las lentes formen una imagen nítida. Si esto no ocurre, se obtienen imágenes borrosas, como en las fotografías que están desenfocadas. El tornillo macrométrico tiene una rosca con un paso ancho y sirve para enfocar a bajo aumento y para aproximarse al foco en los aumentos más grandes. El micrométrico tiene un paso de rosca más estrecho por lo que se mueve muy poco a poco y hace así posible enfocar en los aumentos grandes, en los que una ligera variación en la distancia de la preparación a la lente tiene efectos muy grandes sobre la nitidez. Para usar el microscopio hay que aprender dos cosas muy importantes: a iluminar la preparación de forma adecuada, sin tener ni poca ni demasiada luz, y a enfocar para observar la imagen con nitidez.

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Materiales Antes de empezar hay que tener preparado: 쎿 쎿 쎿 쎿 쎿 쎿

Frasco de plĂĄstico limpio. Microscopio. Portaobjetos y cubreobjetos limpios (“portasâ€? y “cubresâ€?). Cuentagotas. PaĂąuelos o servilletas de papel. Pinzas (optativo).

Los portaobjetos y cubreobjetos son lĂĄminas de cristal entre las que se colocan las muestras a observar. El cubreobjetos es mĂĄs delgado y su calidad es importante porque es la primera pieza de cristal por la que pasa la luz que forma la imagen. Normalmente los venden ya limpios, pero nunca estĂĄ de mĂĄs limpiar suavemente los portaobjetos con un paĂąuelo o una servilleta de papel, que no dejen pelusa. Si estuvieran muy sucios, puedes humedecerlos un poco con alcohol de desinfectar antes de pasarles el papel. Los cubreobjetos suelen utilizarse directamente desde su envase porque ademĂĄs de venir limpios son muy frĂĄgiles. En el argot de los laboratorios las palabras portaobjetos y cubreobjetos se suelen abreviar como “portaâ€? y “cubreâ€? respectivamente. Para que no se te manchen con las huellas de los dedos, “portasâ€? y “cubresâ€? no se deben sostener mĂĄs que por los bordes, donde hay que evitar colocar la muestra que se va a mirar. Los “cubresâ€? pueden colocarse con mĂĄs seguridad y precisiĂłn ayudĂĄndose con unas pinzas. Normas de seguridad en un laboratorio de microbiologĂ­a í˘ą Lavarse bien las manos con agua y jabĂłn antes y despuĂŠs de la prĂĄctica. í˘˛ Evitar el contacto directo con los microbios. Si esto ocurriera no hay que alarmarse, simplemente basta con lavarse bien las manos. í˘ł El pelo largo debe recogerse. No comer, ni beber, ni aplicarse cosmĂŠticos mientras se estĂĄ en el laboratorio. í˘´ Los materiales de vidrio usados (“portasâ€?, “cubresâ€? y cuentagotas) se deben tirar en recipientes especiales para vidrio.

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Procedimiento  Recoger agua 쮿 Puede ser de un charco, de la orilla de un estanque o de un lago y necesitas un frasco de plástico. Conviene llevarla cuanto antes al laboratorio para observar a los microbios aún vivos. Muchos microbios respiran, y si pasan mucho tiempo encerrados en un frasco se pueden morir. 쮿 Otra posibilidad es que prepares tú mismo un charco de agua casero. Para ello hierves un poco de agua en un microondas y la dejas enfriar. Luego añades un poco de hierba seca, lo cubres con un trozo de tela o de papel y lo dejas reposar en un lugar templado y soleado durante varios días. El agua estará lista cuando se ponga de color verde y se vean cosas flotando.

 Preparar la muestra 쮿 Tomas con el cuentagotas una sola gota de agua y la colocas en el centro de un “porta”, el rectángulo de vidrio más grueso que es el soporte sobre el que va la muestra. Tomas con cuidado un “cubre” que siempre ha de colocarse sobre la muestra para así proteger la lente del objetivo y proporcionar una superficie plana. Al tapar con el “cubre”, cuida que no se formen burbujas de aire. Eso que tienes ahora es lo que se llama una preparación.

 Mirar la preparación por el microscopio Para eso sigues los siguientes pasos: 쮿 Lo primero enciendes la lámpara.

Colocar la preparación 쮿 Con la platina lo suficientemente baja para que no obstruya el giro de los objetivos colocados en el revólver, colocas la preparación sobre la platina de forma que la gota de agua quede situada sobre su orificio central, por donde pasa la luz del condensador. El condensador debe estar centrado y a una altura determinada. Muchos microscopios escolares no tienen condensador, si el tuyo lo tiene consulta las instrucciones de uso. 쮿 Colocas sobre la preparación el objetivo de menor aumento (si no lo está ya), para ello giras el revólver hasta que ese objetivo se encuentre en el centro del haz de luz que viene del condensador.

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Ajustar la luz 쮿 Ajustas el rayo de luz con el diafragma de manera que sea un poquito más ancho que el diámetro de la lente del objetivo. Eso lo compruebas mirando por el ocular, si el diafragma está cerrado no verás luz, según lo abres el círculo luminoso se va ensanchando. Sigue abriendo hasta que todo el campo visual esté iluminado, en ese momento abre un poco más y ya está. Enfocar 쮿 Subes la platina usando el tornillo macrométrico hasta alcanzar el tope superior (que debe estar fijado para que la preparación se acerque mucho al objetivo pero sin llegar a tocarlo). En ningún caso se debe tocar la preparación con los objetivos, y mucho menos hacer fuerza sobre ellos porque la preparación o incluso la lente se pueden romper. Una vez arriba, bajas la platina poco a poco hasta que veas la imagen de la preparación. 쮿 Afinas el enfoque girando el tornillo micrométrico. Aumentar más 쮿 Una vez enfocada la imagen, si quieres verla más grande has de girar el revólver para colocar un objetivo de mayor aumento. Tienes que corregir la apertura del condensador, ensanchando el campo luminoso para ajustarlo a las lentes del nuevo objetivo. Como ahora el enfoque no estará perfecto tienes que enfocar otra vez la muestra girando con mucho cuidado el tornillo micrométrico pero no el macrométrico. Para observar correctamente una imagen al microscopio no has de colocar los ojos espachurrados contra las lentes del ocular, sino que has de mirar a través del ocular desde una pequeña distancia. 쮿 Cada vez que se coloca un objetivo de mayor aumento ocurren varias cosas: aumenta el tamaño de la imagen pero el campo observado es menor y la luminosidad también disminuye, además la distancia del objetivo a la preparación se acorta y los movimientos del micrométrico producen cambios en la nitidez de la imagen mucho más acusados. Por supuesto que un pequeño movimiento de la platina se convierte en un gran desplazamiento de la imagen, no en balde está mucho más aumentada. Todo esto hay que tenerlo en cuenta para no dañar el microscopio y para realizar una observación correcta. Si cuando miras no ves nada, lo más probable es que lo estés haciendo mal, no que el microscopio esté estropeado. En ese caso, antes de descolocarlo todo, vuelve a leer las instrucciones o pregunta a alguien que sepa usarlo.

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DISFRUTAR DE LO QUE VES 쮿 Mirar por un microscopio abrirá tus ojos a un mundo nuevo, ahora te sentirás como el señor Leeuwenhoek cuando en su tienda de paños vio por vez primera a los animálculos. 쮿 Los microscopios para bacteriología tienen por lo general objetivos que aumentan la imagen cien veces, y suelen ser del tipo llamado “de inmersión”. La gran mayoría son de inmersión en aceite. En ellos es necesario colocar entre el “cubre” y el objetivo una gota de un aceite especial para microscopía que tiene un índice de refracción similar al del cristal evitando en gran medida la refracción de la luz que se produce al pasar un rayo luminoso por sustancias de distinta composición. Los objetivos de inmersión en aceite llevan grabada la palabra inglesa oil. Si tu microscopio es de este tipo consulta las instrucciones.

 Completa ¿Qué has visto en tu charca? 왘 Dibuja lo que has visto con cada aumento. Debes siempre anotar el número de aumentos con el que se observa la preparación. En los microscopios escolares para calcularlo basta multiplicar el número de aumentos del objetivo por el de los oculares. ¿Cómo vas a indicar en tus dibujos si un microbio se mueve? 왘 Haz un resumen de lo que has visto. ¿Son todos los microbios iguales? ¿Qué forma tienen? ¿Tienen orgánulos? ¿Se mueven? Haz una tabla en la que clasifiques los distintos tipos de microbio que has encontrado en el agua según su forma, su tamaño y su movilidad. Indica cuántos hay de cada tipo. 왘 Intenta averiguar los nombres de alguno de los microbios que observas. ¿Son procariotas o eucariotas? ¿Su forma es rígida o flexible? ¿Alguno tiene color? Compara tus dibujos y notas con las ilustraciones de los libros o con las que hay en las páginas de la web. Teclea palabras como “microbio”, “bacteria”, “protozoo” en un buscador de imágenes en internet, como Google, y busca las imágenes para comparar.

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Para saber más La microscopía moderna Hoy en día, sin salirnos de lo que es la microscopía óptica, existen técnicas que permiten visualizar muchos detalles de los seres vivos. Una de ellas se basa en la utilización de fluorescencia, en la que luz de una determinada longitud de onda sirve para excitar moléculas que emiten luz fluorescente de diversos colores. También, usando un instrumento adecuado, se puede eliminar toda la luz que no procede exactamente del plano que está enfocado, obteniéndose imágenes mucho más nítidas, es el llamado microscopio confocal. Un resultado parecido se puede lograr por métodos de tratamiento de imagen que mediante cálculos basados en el comportamiento de un punto de luz en un determinado microscopio; restan a una imagen la luz desenfocada, es lo que se llama deconvolución. Como puedes ver, desde el microscopio de una sola lente de Leeuwenhoek se ha recorrido un largo camino. Una de las proteínas que interviene en la división de la bacteria Escherichia coli se localiza alrededor del interior de la membrana y también en el lugar donde se produce la división. Las dos imágenes muestran la localización de la proteína revelada mediante un anticuerpo fluorescente. Solo la imagen de la derecha ha sido deconvolucionada para eliminar la luz que no procede del plano enfocado. La barra blanca marca una longitud de cinco micrometros. La proteína se llama ZipA (imagen elaborada por Pilar Palacios).

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Práctica 2 Fabrica un yogur con bacterias ESTA PRÁCTICA ES CONVENIENTE QUE SEA SUPERVISADA POR UN INSTRUCTOR 쮿 El yogur se obtiene a partir de la leche. Contiene millones de bacterias, por lo que se puede considerar un alimento vivo. Se obtiene al añadir a la leche un cierto tipo de bacterias, llamadas bacterias ácido-lácticas. Ahora vas a fabricar yogur utilizando leche y una cucharada de yogur que será el origen de las bacterias que en realidad son las que van a hacer el trabajo. Como no habrás trabajado en condiciones que aseguren la ausencia de otras bacterias será aconsejable que no te comas lo que obtienes, porque si algo te ha salido mal y alguna bacteria dañina se te ha colado sin querer, corres el riesgo de sufrir una diarrea. 쮿 Las bacterias transforman la leche en yogur mediante un proceso llamado fermentación láctica. Durante esta fermentación la lactosa (el azúcar de la leche) es transformada en ácido láctico, un compuesto que da al yogur su sabor ligeramente ácido. Cuando este ácido se acumula modifica la estructura de las proteínas de la leche, provocando su coagulación. Se dice entonces que la leche ha cuajado porque al transformarse en yogur adquiere una consistencia más sólida y pastosa.

Materiales 쮿 Dos recipientes llenos de leche pasteurizada (pueden ser por ejemplo botes que se venden en farmacias para las muestras de orina o recipientes de yogur usados y bien lavados). 쮿 Dos yogures no pasteurizados elaborados con leche entera. 쮿 Estufa de cultivo o radiador de la calefacción funcionando. 쮿 Microscopio. 쮿 Palillos. 쮿 Cuentagotas. 쮿 Azul de metileno. 쮿 Servilletas o pañuelos de papel. 쮿 Un rotulador de tinta indeleble (o sea, que no se puede borrar).

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La mayoría de las bacterias, una a una, no tienen color, y al microscopio las vemos como una imagen tenue. Hace falta darles mayor contraste para verlas mejor. Esto se consigue con microscopios especiales o tiñéndolas con colorante. El azul de metileno es un colorante que utilizamos para teñirlas de color azul. El azul de metileno es un colorante que se puede adquirir como disolución ya preparada (al 0,3% es la concentración recomendada por la Organización Mundial de la Salud para teñir bacterias). No es tóxico pero sí que es irritante, en especial el polvo, por lo que es mejor comprar la disolución. No debes tocarlo y mucho menos tragarlo o salpicarte los ojos. Si accidentalmente te manchases debes lavarte con abundante agua, y si te llegase a la boca has de enjuagarte a conciencia. La disolución que te sobre no debes tirarla por el desagüe, has de llevarla a un “punto limpio” donde se pueda eliminar con seguridad. Aunque esta parte de la práctica no tiene un riesgo grave es mejor que alguien con experiencia te supervise.

Procedimiento  Rotula los dos vasos como “vaso 1” y “vaso 2”. Llénalos de leche templada. Añade a uno de ellos una cucharada de yogur (vaso 1). Al otro vaso no se añade yogur (vaso 2). El segundo yogur guárdalo en la nevera sin abrir, lo vas a usar al día siguiente.

 Coloca los dos vasos sobre un radiador encendido a temperatura moderada. O a 37 ºC si dispones de una estufa que mantenga esa temperatura.  Déjalos reposar hasta el día siguiente. Ten paciencia, ir a mirarlos cada dos por tres no va a conseguir que funcione más rápido.  Observa con el microscopio una gota del contenido de cada vaso, y otra del yogur que sin abrir dejaste en la nevera el día anterior. Para ver bien las bacterias necesitarás un microscopio que te permita aumentar la imagen 500 veces o más. Sigue los siguientes pasos: 쮿 Prepara tres “portas” bien limpios, uno para cada una de las tres muestras. Para no confundirlos marca con el rotulador un número (1, 2 ó 3) en una esquina de cada uno.

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쮿 Con tres palillos (uno por cada vaso y otro para el yogur que no gastaste) retira una porción pequeña del contenido de cada vaso (números 1 y 2) y del yogur recién abierto (número 3). Extiende cada una sobre su “porta” numerado. Escoge una muestra en su mayor parte líquida. Debe contener poca materia sólida porque ésta puede hacer difícil la observación. 쮿 Deja secar al aire. 쮿 Añade una gota de disolución de azul de metileno. 쮿 Coloca un “cubre” sobre cada una, intentando no dejar burbujas de aire. 쮿 Deja que se tiñan las muestras durante un minuto. 쮿 Mira las tres preparaciones con el microscopio. Si te cuesta encontrar bacterias, busca en la imagen los bordes del “cubre”. Procedimiento de observación alternativo si la práctica está supervisada 쏹 La observación de las bacterias es mucho más fácil cuando están inmovilizadas sobre el “porta”. Para impedir que se muevan se necesita fijarlas, un procedimiento cuyo nombre no se refiere a que no se muevan, sino a que se las mantiene muertas pero en un estado en el que la estructura de las células no se estropea. Si se dispone de un mechero Bunsen de gas las bacterias se pueden fijar por un procedimiento muy sencillo. Para ello se extiende bien la porción de cada muestra sobre cada uno de los “portas” y se deja secar al aire. Colocada para arriba la cara del “porta” en la que está la muestra se pasa, sin parar, a través de la llama. Esto se repite tres veces. A continuación se añade la gota de la disolución de azul de metileno y se deja en reposo un minuto. Se enjuaga un poco el porta con agua para eliminar el exceso de colorante, y se seca por debajo con un papel absorbente. El “cubre” se coloca sobre la fina película de agua que recubre la muestra.

 Completa ¿Qué ha ocurrido en tu fábrica de yogur? 왘 ¿Ves a simple vista alguna diferencia entre los contenidos de los vasos 1 y 2 al final de la práctica? ¿Por qué? Mete una cuchara en cada uno de los vasos, ¿notas alguna diferencia? ¿Por qué? Saca una cucharada de cada uno de ellos y otra del yogur recién abierto y huele el contenido. ¿En qué se distinguen? ¿Cuáles tienen un olor parecido?

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왘 ¿Qué ves en la gota del vaso 1 cuando la observas con el microscopio? ¿Y en la del vaso 2? ¿Y en el yogur recién abierto? ¿Cómo son las bacterias que observas? Dibújalas. Si en la preparación del vaso 2 no ves nada y lo que ves en el vaso 1 es igual a lo que ves en el yogur recién abierto, ¿te comerías el contenido del vaso 1? ¿Y si en el vaso 2 observas bacterias, sería seguro comerse lo que sale en el vaso 1 aunque se parezca al yogur? ¿Por qué?

Para saber más Mirándole las tripas a las bacterias En la actualidad no solo podemos ver las bacterias por su parte de fuera, también podemos ver muchas de las cosas que hay en su interior. Una técnica muy frecuente para ver dónde se colocan determinadas proteínas consiste en realizar una construcción genética mediante la que a la proteína que nos interesa se le pega una proteína fluorescente codificada por un gen de una medusa. Si esta construcción se introduce en la bacteria, se sintetiza la proteína fusionada que tendrá con cierta probabilidad la misma actividad y se colocará en los mismos sitios que la proteína que estudiamos. Una vez que comprobemos que efectivamente la fusión retiene esas propiedades, podemos utilizar un microscopio de fluorescencia para que la proteína de la medusa nos delate dónde se ha colocado la proteína que nos interesa. Esta tecnología ha avanzado mucho y existen derivados de la proteína de la medusa, que originalmente tiene fluorescencia verde, que son de color rojo, amarillo o azul. Así incluso se puede detectar la posición de más de un tipo de proteína en la bacteria. La medusa que tanto nos ha ayudado se llama Aequorea victoria.

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Práctica 3 ¿A quién llevas en la mano? ESTA PRÁCTICA NECESITA SUPERVISIÓN POR UN INSTRUCTOR CON EXPERIENCIA 쮿 La piel y sobre todo las partes más expuestas al exterior, en especial la palma de la mano con la que vamos tocándolo todo, están llenas de microbios. Dependiendo de lo que hayas tocado, si están sucias pueden incluso llevar microbios patógenos que si te pasan a la boca, a los ojos o a la nariz pueden producir enfermedades. Por eso es muy importante lavarse las manos cuando estén sucias y también antes de comer. 쮿 Los microbios que hay en las manos no los podemos ver uno a uno a simple vista; esta práctica nos permitirá verlos y comprobar que un lavado adecuado de las manos los puede desalojar. Esta vez no vamos a usar un microscopio para verlos, sino que les vamos a hacer pasar desde la piel a una gelatina de agar nutritiva. Sobre ella van a multiplicarse de manera que cada microbio va producir un gran número de descendientes. Al permanecer todos ellos agrupados en el sitio donde se colocó el que pasó de la mano, forman una masa de microbios que recibe el nombre de “colonia”. 쮿 Dependiendo del tipo de microbio que la compone, una colonia tiene un aspecto distinto. Podemos encontrarnos con colonias de bacterias como Micrococcus luteus, que son de color amarillo, o de alguna especie de Bacillus, que son blancas. También puede haber hongos del género Penicillium, Mucor o Rhizopus. Sus colonias son fáciles de distinguir de las colonias de bacterias porque son mucho más grandes y tienen una especie de pelillos. Si esta práctica la haces después del recreo seguro que tienes las manos más sucias, y verás mejor la diferencia entre antes y después de lavarlas.

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Materiales 쮿 Rotuladores de tinta indeleble. 쮿 Jabón de manos en gel. 쮿 Para preparar los medios de cultivo: 앫 Agua destilada. 앫 Probetas de 100 ml. 앫 Cápsulas de LB-agar de MP Biomedicals (distribuidas en España por el Grupo Taper1). 앫 Recipiente de cristal incoloro y transparente. Ha de ser resistente al calor. 앫 Placas Petri de plástico estériles. 앫 Microondas.

Procedimiento  Preparar los medios de cultivo Esta parte de la práctica debe ser llevada a cabo por un instructor por el riesgo que supone el uso del microondas para esterilizar los medios de cultivo.

 Preparar la cantidad necesaria de agua destilada en el recipiente de vidrio. Para calcularlo, tener en cuenta que cada placa Petri contiene unos 20 ml de medio de cultivo. Previamente el recipiente ha de estar perfectamente lavado y aclarado. Por ejemplo, para preparar 16 placas Petri necesitaremos 320 ml de agua.  Colocar las cápsulas de LB-agar en el recipiente. Debe haber una cápsula por cada 40 ml de agua. Si son 16 placas, pondremos 8 cápsulas. El medio LB es un extracto que suministra a las bacterias más comunes todos los ingredientes que necesitan para crecer. Los pasos del 3 al 7 debe hacerlos necesariamente el supervisor para evitar accidentes y escaldaduras. Grupo Taper. Aragoneses, 2. Polígono Industrial. Alcobendas, 28108 Madrid. Tel.: 90 230 00 08, 91 657 48 10

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 Introducir en el microondas el recipiente destapado y, aparte, su tapón. EN UN HORNO MICROONDAS NO SE DEBE INTRODUCIR NINGÚN RECIPIENTE TAPADO. Esto se debe a que los tapones no se dilatan mientras que el vidrio en contacto con un líquido sí lo hace. Cuando tal cosa ocurre el cierre se vuelve hermético y el líquido no hierve, pero aumenta progresivamente de temperatura. Esto provoca aumentos de presión tan altos que acaban haciendo explotar el recipiente con el consiguiente estallido de la puerta del horno. La fuerza de la explosión es tal que puede dejar inconsciente a un adulto que reciba el impacto en la cabeza. Se han producido accidentes con el resultado de pérdida de un ojo. Tampoco se pueden usar materiales metálicos, ni en los recipientes ni en los tapones.

 Calentar durante dos minutos a temperatura media. Observar si se han disuelto las cápsulas por completo. Si no fuese así, se abre el microondas, se tapa el recipiente y con guantes de horno se agita el líquido con movimientos circulares y se deja reposar (con el tapón flojo) en el interior del microondas durante diez minutos.  Volver a destapar el recipiente y repetir la operación anterior. Tener cuidado porque el contenido puede hervir.  Tapar el recipiente dejando el tapón flojo y dejar reposar todo dentro del microondas durante veinte minutos. Tras ese tiempo apretar ligeramente el tapón y sacar el recipiente del microondas.  Antes de que el medio se solidifique, repartir el contenido del recipiente entre las placas Petri. Debe quedar una capa de medio de unos 5 mm de grosor en cada placa.  Cerrar las placas y dejarlas enfriar a temperatura ambiente durante 24 horas. No debe haber nacido nada en ellas. Se agrupa a los participantes en grupos de tres.

 Siembra de las placas  Repartir 4 placas Petri por cada grupo. Utilizando un rotulador se identificará cada placa con el nombre o código de cada grupo y con el número de placa siguiente:

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Placa control: mantener cerrada. Placa en la que se pone la mano sin lavar. Placa en la que se pone la mano lavada solo con agua. Placa en la que se pone la mano lavada con agua y jabón.

 Abrir cuidadosamente las placas 2, 3 y 4 y proceder según lo indicado para cada una de ellas. Colocar las yemas de los dedos encima del medio y deslizarlos por toda la placa. Lo mejor es que las personas que pongan las manos en las placas 2, 3 y 4 sean distintas. Es decir que el participante que pase los dedos por la placa 2 no se habrá lavado las manos, el que los pase por la placa 3 se las habrá aclarado tan solo con agua, y el que los pase por la 4 se habrá lavado con agua y jabón.  Tapar las placas e incubarlas durante varios días a temperatura ambiente. Mirarlas todos los días y anotar lo que se vea en cada una de ellas. Esta práctica podría realizarse sin supervisión si se adquieren placas Petri conteniendo medio LB-agar ya preparadas para su uso.

 Completa ¡Qué de bichos había en mi mano! 왘 ¿Están todas las placas igual que al principio? ¿Has notado si a lo largo de los días se producían cambios en las placas? ¿En cuáles? ¿Qué tipo de cambios? ¿Ha cambiado el número de lo que aparece en cada una? ¿Y el tamaño? ¿Sabes por qué? 왘 Anota el número de colonias que observas en cada placa. ¿Cómo explicarías las diferencias en la cantidad de colonias que ha crecido en cada una? ¿Qué es más eficaz para limpiarse las manos? 왘 ¿Tienen todas las colonias el mismo color y tamaño? ¿Por qué? ¿Sabrías qué es cada una?

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Teclea las palabras “colonia” seguida de “moho”, “bacteria”, “levadura” en un buscador de imágenes en internet, como Google, y busca imágenes para comparar.

Para saber más Investigando la vida de las bacterias Además de verlas al microscopio y de ver las colonias que forman, también podemos estudiar cómo crecen y se multiplican las bacterias en un cultivo en medio líquido. Las técnicas más útiles para hacerlo son la medida de la densidad óptica, que nos indica la masa de bacterias que hay, y el recuento de partículas, que mide el número en el que se encuentran. La medida de la densidad óptica, que podemos hacer usando un aparato llamado espectrofotómetro, nos indica la turbidez del líquido. La luz rebota cuando incide sobre una partícula de tal manera que el líquido aparece turbio y el haz luminoso se debilita. Cuantas más partículas hay, o cuanto más tamaño tienen, menos luz prosigue en la misma dirección, por lo que el aumento de la turbidez de un cultivo de bacterias es una medida del número y del tamaño de las bacterias que contiene. El número de partículas puede medirse independientemente de manera muy cómoda utilizando un contador de partículas, un aparato que registra el cambio del campo eléctrico creado por dos polos situados a un lado y otro de un orificio cuando una partícula atraviesa el orificio. Cada vez que pasa una bacteria su paso se registra gracias a ese cambio. Combinando las dos medidas, turbidez y número de partículas, podemos determinar a lo largo de un tiempo tanto el crecimiento en masa de las bacterias como el número de veces que se han dividido. Sabemos así que, en condiciones óptimas la bacteria Escherichia coli consigue tanto duplicar su masa como realizar una división celular cada veinte minutos. He aquí una razón por la que las bacterias son los seres más numerosos del planeta.

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Práctica 4 La naranja barbuda ESTA PRÁCTICA NECESITA SER SUPERVISADA POR UN INSTRUCTOR EXPERIMENTADO. INCLUYE LA MANIPULACIÓN Y ELIMINACIÓN EN PEQUEÑAS CANTIDADES DE UN COMPUESTO TÓXICO. LOS MOHOS PUEDEN INFECTAR A ALGUNAS PERSONAS CON DEFENSAS DEBILITADAS O CON PROBLEMAS RESPIRATORIOS Y NO DEBEN TOCARSE 쮿 En esta práctica queremos ver al microscopio cómo son los mohos que ponen verdes a las naranjas, los limones y el pan cuando están mohosos. Veremos que los mohos forman unos pelos que cubren la superficie de algunos alimentos estropeados, es como si al enmohecer a la naranja le saliese barba. 쮿 Los mohos son un tipo de hongos microscópicos; si lo recuerdas los hongos son heterótrofos y por eso solo viven cuando se alimentan de materia orgánica. Los mohos digieren la materia orgánica sin necesidad de tragarla, vierten al exterior sus jugos digestivos que contienen enzimas. Las enzimas son proteínas especializadas en realizar reacciones bioquímicas, y las que vierten los mohos tienen la propiedad de romper las macromoléculas de los restos orgánicos. Así los hacen asimilables al facilitar la absorción de sus nutrientes. Los mohos, y los hongos en general son elementos muy importantes en la cadena de reciclaje de la materia orgánica, ya que descomponen la materia muerta, tanto vegetal como animal, y ellos mismos sirven de alimento para otras criaturas. 쮿 A diferencia de las levaduras, también hongos microscópicos que son unicelulares, los mohos están formados por muchas células, la mayoría forman hilos que se ramifican y entrecruzan a manera de una gasa, a cuyo conjunto los científicos llaman micelio, nombre derivado de la palabra griega que significa hongo. A los hilos se les llama hifas, derivado del equivalente griego de la palabra entramado. Las hifas pueden crecer y extenderse sobre la materia en descomposición, pero no pueden moverse mucho más.

Viajando por el mundo 쮿 Los mohos poseen un mecanismo de dispersión mucho mejor con el que colonizan lugares alejados del micelio, se trata de las esporas que se esparcen por el aire o pegadas a los animales que tocan al moho y además son resistentes a las condiciones adversas, entre ellas a la sequedad. Cuando una naranja se estropea lo primero que vemos es una mancha blanquecina y esponjosa, es el micelio vegetativo, que se llama así porque solo puede crecer, pero no reproducirse. Al poco tiempo, en uno o dos días según la tem-

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peratura, veremos que ese micelio blanquecino se vuelve verdoso y desprende un polvo también verde, es porque las hifas han producido un órgano reproductor en el que se han formado esporas. Las esporas se forman en unas hifas especiales que se levantan del sustrato, son hifas aéreas que por llevar esporas se llaman esporangióforos. Los esporangióforos y las esporas de los diversos mohos son diferentes, y si observas las que obtengas del pan verás que no son como las de la naranja.

Materiales 쮿 쮿 쮿 쮿 쮿 쮿

“Portas” limpios y “cubres” nuevos tal como se explicó en la Práctica 1. Cuentagotas. Pinzas de disección. Tijeras escolares. Trozo enmohecido de fruta o pan. Solución de azul algodón en lactofenol. Se compra ya lista para su uso. Debe usarse solo en presencia de un instructor con experiencia. 쮿 Cinta adhesiva transparente. 쮿 Guantes de látex. 쮿 Pañuelos o servilletas de papel. 쮿 Microscopio escolar. Puedes provocar que el pan enmohezca dejándolo al aire un buen rato y conservándolo con humedad y a temperatura templada en una bolsa o un recipiente de plástico. En casi cualquier frutería desechan fruta enmohecida, puedes hablar con el frutero y te la dará. Intenta no tocarla y llévatela en una bolsa cerrada. El azul de algodón en lactofenol, además de azul de metilo, ácido láctico y glicerina, contiene fenol que es un compuesto cáustico y tóxico. No debe entrar en contacto con la piel ni los ojos, no debe tragarse ni respirarse y si sobra no debe eliminarse por el desagüe. Caso de accidente debe lavarse la superficie afectada con abundante agua, y si el contacto es notable debe buscarse atención médica. Conviene manipularlo con guantes. No depositar nunca material que contenga fenol en los contenedores de lavado de material ya que provocaría quemaduras al personal de limpieza. Este colorante tiñe de azul las paredes de las hifas, porque contienen quitina, un polisacárido (o sea, un polímero de carbohidratos) que las hace rígidas.

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Procedimiento  Provisto de un cuentagotas y convenientemente protegidas las manos con guantes de látex coloca una gota de solución de lactofenol sobre un “porta” limpio. La gota no debe ser muy grande para evitar que el cubreobjetos flote y la preparación quede demasiado gruesa.  Corta un trozo de cinta adhesiva transparente de aproximadamente 2 cm.  Toca con el lado adhesivo de la cinta la superficie que ocupa el moho en el trozo de fruta o de pan enmohecidos. Mejor por un lado y no en el centro porque en la zona central puede haber demasiadas esporas y sería lo único que verías.  Pega la cinta adhesiva sobre la gota del portaobjetos.  Elimina el colorante sobrante con un pañuelo o servilleta de papel.  Observa al microscopio con un aumento medio y dibuja lo que ves. No olvides anotar el aumento con el que lo has observado y la procedencia del moho. Ten precaución con los materiales utilizados. El fenol acaba evaporándose pero hay que evitar respirar los vapores, por lo que debes dejar durante unos días todos los restos del colorante, las servilletas y las preparaciones en un contenedor situado en un lugar bien ventilado antes de tirarlos a la basura. El vidrio debe eliminarse en un contenedor especial para vidrio usado. Los restos de pan o fruta enmohecidos pueden tirarse a la basura normal en bolsas y contenedores adecuados.

 Completa ¿Cómo es la barba de las naranjas mohosas? 왘 ¿Cómo es el moho que has observado? ¿Todas las hifas tienen esporas o solo algunas? ¿En qué se distinguen unas de las otras? 왘 ¿Las hifas son continuas o tienen ramas? ¿Hay tabiques que las separan en trozos? 왘¿Cómo son las esporas? ¿Se distribuyen de alguna manera especial? 왘Si ya has visto más de un moho explica las diferencias que encuentras entre ellos.

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왘¿Buscando imágenes en Internet sabrías determinar aproximadamente el tipo de moho que has visto en cada caso? ¿A qué tipo de moho te recuerda el que estaba en la naranja?

Para saber más ¿Cómo se busca un nuevo antibiótico? Descubrir nuevos antibióticos no es tarea sencilla, todos los que eran fáciles de encontrar ya los estamos utilizando. Muchos de ellos se descubrieron analizando las propiedades antibacterianas de mezclas de compuestos naturales extraídos de ambientes muy diversos. Se han analizado muy extensamente aguas y suelos en los que los microbios que los habitan producen variados compuestos. También se han examinado extractos de plantas y de animales de muy diversa procedencia. En la actualidad se analizan muchas colecciones de compuestos sintéticos diseñados siguiendo una serie de pautas de las que se tienen ciertas pruebas de que puedan actuar como antibióticos. Además se ha cambiado mucho la forma en la que se ensayan estas colecciones para seleccionar los compuestos activos. Frente a los ensayos más tradicionales que se hacían probando los compuestos de uno en uno, como le ocurrió a Fleming con la sustancia que aisló del moho Penicillium, hoy en día se realizan cribados de alto rendimiento, en los que se ensayan a la vez y de manera robotizada centenares de miles de compuestos. También se ayudan los investigadores de las nuevas tecnologías genómicas que permiten detectar en los patógenos la presencia de algunas dianas inhibibles por un antibiótico y que no existen en nuestro organismo, un requisito para que la inhibición de esa diana en el microbio no nos resulte tóxica a nosotros. La utilización de técnicas de predicción de la estructura de las proteínas y de cómo interaccionan con compuestos químicos de diversa naturaleza facilita asimismo la selección de los compuestos más prometedores como futuros antibióticos. También se ha avanzado mucho en la modificación química de los compuestos que inicialmente se descubren, es lo que se llama Química Medicinal, que permite modificar un compuesto prometedor para reducir su toxicidad, facilitar que llegue al foco de infección y finalmente que se elimine bien por la orina. Robot para manejar las muestras en los procedimientos de cribado de alto rendimiento que facilitan el análisis de un gran número de muestras.

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el test ✓ Pasa de Supermicrobiólogo

3. Señala cuál de las siguientes afirmaciones es la correcta: ■ Los microbios no son necesarios para la vida en la Tierra. ■ Los microbios pueden fabricar medicamentos. ■ Los microbios siempre son dañinos. ■ Todas las anteriores son correctas.

4. ¿Qué es un patógeno? 1. ¿Qué característica es propia de los virus? ■ Son más grandes que las bacterias. ■ Se reproducen solo en el interior de una célula.

■ Un hongo que fabrica alimentos. ■ Un virus que ataca a las bacterias. ■ Un microbio que causa enfermedades. ■ Una bacteria resistente a los antibióticos.

5. Indica qué afirmación acerca

■ Tienen orgánulos.

de los antibióticos es falsa:

■ Ninguna respuesta es correcta.

■ Se utilizan para tratar infecciones causadas por virus, como la gripe.

2. Una seta es un… ■ Hongo. ■ Una conserva. ■ Animal. ■ Vegetal.

■ Existen microbios resistentes a ellos. ■ Debemos seguir siempre el tratamiento indicado por el médico, aunque nos hayamos curado. ■ Nuestras células no son atacadas por los antibióticos.

Soluciones al test: 1. Se reproducen sólo en el interior de una célula. 2. Hongo. 3. Los microbios pueden fabricar medicamentos. 4. Un microbio que causa enfermedades. 5. Se utilizan para tratar infecciones causadas por virus, como la gripe.

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¿Cómo lo has entendido tú?

1. Rellena la siguiente tabla indicando qué micro-

4. ¿Qué es la información genética? ¿Dónde está

bios son procariotas y cuáles son eucariotas. Comenta en una frase cuál es la principal diferencia entre una célula procariótica y una eucariótica.

la información genética de una bacteria? ¿Y la de un hongo? Responde utilizando al menos cien palabras.

Procariota

Eucariota

Bacteria Hongo Alga Arquea Protozoo

5. ¿Para qué sirve la pared celular que envuelve a las bacterias? ¿Qué pasaría si las bacterias no tuviesen esa pared? Coméntalo con más de cincuenta palabras.

6. ¿Qué es la flora intestinal? ¿Es buena o mala para nosotros? Explícalo con al menos cincuenta palabras.

7. ¿Además del yogur, conoces otros alimentos que se fabriquen con la ayuda de microbios? ¿Cuáles? ¿Cómo se fabrican? Descríbelos con al menos doscientas palabras.

Comentario

8. ¿Por qué a veces padecemos una diarrea cuando tomamos antibióticos? Utiliza al menos cincuenta palabras.

2. Los microbios, ¿son malos o buenos? Cita ejemplos de microbios que nos beneficien y de los que nos causan daños y coméntalo. Utiliza no menos de ciento cincuenta palabras.

9. ¿Te han puesto alguna vacuna? ¿Sabes de qué

3. ¿En qué lugares podemos encontrar microbios

10. Cuando ya nos sentimos bien, ¿debemos aban-

y cómo viven? Menciona partes del cuerpo donde hay microbios y comenta lo que hacen. Utiliza no menos de doscientas palabras.

donar el tratamiento con un antibiótico, aunque sea antes de lo aconsejado por el médico? ¿Por qué? Utiliza al menos cincuenta palabras.

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está hecha? ¿Para qué sirve? Coméntalo en al menos cien palabras

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¿Tú qué opinas? Los estornudos de Antonio

El azote de los pobres

Antonio es un chaval que en cuanto estornuda dos veces se va al botiquín de su casa y pilla las pastillas que sobraron de las que le recetaron a su abuela cuando tuvo pulmonía y que tan bien le vinieron para curarse. Antonio se toma unas cuantas y espera que le duren hasta que se le pase. Pero sigue estornudando por todos los sitios, incluso le divierte estornudar cuando el ascensor va lleno de gente. A los cuatro días, como ya no quedan más y ya está mejor, deja de tomar las pastillas.

La tuberculosis es una enfermedad que ataca sobre todo a los países con menos medios, en los que no existen buenos sistemas sanitarios y los que hay muchas veces no están al alcance de las personas sin medios económicos. Cada año mueren en el mundo más de millón y medio de personas a causa de ella. Además de con las personas desnutridas o débiles se ceba con enfermos de SIDA en los que las defensas están disminuidas. Como para tratarla se necesita tomar antibióticos que producen algunos inconvenientes y hay que hacerlo durante medio año, muchos enfermos no completan el tratamiento. En muchos casos no se recuperan y acaban por tener una tuberculosis que es resistente a los antibióticos y muy difícil de curar.

¿Qué ha hecho mal Antonio? ¿Le puede resultar perjudicial lo que ha hecho? ¿Qué cosas ha hecho que pueden perjudicar a otras personas? ¿Qué harías tú?

La mamá superlimpia Carmen es una madre moderna, que presume de darle lo mejor a sus hijos. Su cocina reluce, todos sus detergentes contienen productos que eliminan a las bacterias, y los usa en gran cantidad. Lo mismo que los limpiadores para la ducha y el baño, todos con antibacterianos. Y todos los días no solo es que bañe a sus niños, es que les lava el pelo con champú y les restriega hasta sacarles brillo. Odia a las bacterias, y si por ella fuera hasta lavaría las tripas de sus hijos para expulsarlas. Cuando eran pequeños esterilizaba todos los biberones, y si el chupete se les caía lo hervía antes de volver a dárselo. ¿Qué le dirías a Carmen? ¿Cómo crees que pueden afectar a sus hijos sus hábitos de limpieza?

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¿Qué crees que es más importante? 1. Encontrar nuevos antibióticos para curar la tuberculosis. 2. Mantener un servicio sanitario que vigile que los enfermos completen el tratamiento hasta que estén curados por completo. 3. Mejorar las condiciones económicas de los países donde hay más tuberculosis para que sus habitantes puedan tener una alimentación mejor. 4. Encontrar una vacuna para el SIDA. 5. Formar correctamente al personal sanitario que atiende a los más desfavorecidos en los países poco desarrollados.

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En busca del microtesoro En 2010 un equipo de científicos dirigido por el empresario biotecnológico Craig Venter publicó lo que ellos describieron como “creación” de una bacteria sintética. Te proponemos emular este hito tecnológico. En realidad lo que hizo el equipo de Venter no ha sido una creación a partir de la nada, sino la síntesis del ADN que forma el genoma de una bacteria y su introducción en el citoplasma de otra. Sin profundizar más en ello vamos a usar esta historia en nuestro juego-rompecabezas que te desafiamos a resolver para reunir todas las piezas y así sintetizar tu bacteria. Como no disponemos del laboratorio de Venter ni de sus medios, lo haremos de forma virtual. Para ello deberás contestar las preguntas que plantean diez enigmas. Con cada solución obtendrás una pieza de las diez que necesitas para la síntesis. Además irás aprendiendo algo más sobre la estructura y fisiología de nuestras imprescindibles bacterias, de algún microbio patógeno y también a desvelar varios de los misterios científicos e históricos que los envuelven.

Instrucciones 쮿 Todos los datos que necesitas los vas a encontrar en una ciberbitácora, el foro “Esos pequeños bichitos” que coordina Miguel Vicente. Allí encontrarás una página con el título “En busca del microtesoro” que te llevará al enlace en donde introducirás las respuestas a las preguntas de los enigmas que forman este juego según las vayas encontrando. En ese mismo foro se encuentra un artículo “Venter en 2010 comprueba de nuevo que Avery, ya en 1944, tenía razón” describiendo el experimento de Venter. 쮿 La pregunta de cada enigma puede responderse consultando un artículo del foro. Al encontrar una solución obtendrás el enlace a una página en la que hay un elemento o estructura con la que irás completando tu bacteria “virtual”. Esa página la debes guardar para recortar el elemento que deberás pegar sobre la silueta incompleta de la bacteria que verás también al final de esta sección. Dependiendo de tu maestría con los programas de dibujo la síntesis de tu bacteria la puedes hacer en tu ordenador o si no utilizar copias impresas en papel. 쮿 Cada solución te permite además acceder al enlace de una nueva página que te dará la pista para resolver el siguiente enigma utilizando un nuevo artículo del foro. Si alguna respuesta se te resiste siempre puedes saltar a otro enigma utilizando palabras clave en el buscador del foro, pero eso puede producirte un retraso, ya que si no haces la búsqueda correcta a lo mejor tienes que leer más de un artículo.

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쮿 Una vez que hayas contestado a las preguntas de todos los enigmas obtendrás por una parte los elementos para construir tu célula sintética completa y además un diploma de biotecnólogo honorario otorgado por “Esos Pequeños Bichitos”. No olvides colocar tu nombre en el diploma. Podrás imprimir las dos cosas y si nos envías tu diploma en un sobre franqueado (o sea con el sello de correos válido ya puesto) y con tu dirección postal te lo devolveremos firmado.

¿Estamos preparados? ¿Sí? Pues ¡Comenzamos! Enigma 1 La edad de las bacterias La antigüedad de las bacterias aún está en discusión. Algunos estudios recientes postulan que las bacterias no aparecieron antes que las arqueas o los virus, como es la opinión más extendida. Lee el primer artículo, en el que hay información sobre los linajes de arqueas, bacterias y eucariotas, y responde a la siguiente pregunta: PREGUNTA 1: ¿Cuál es la antigüedad que se atribuye al origen de las bacterias?

Enigma 2 El caso de las esporas asesinas El ántrax es una enfermedad letal propagada por las esporas de la bacteria Bacillus anthracis que en 2001 fueron utilizadas como arma biológica, al enviarse en el interior de unas cartas dirigidas a diferentes destinos en los Estados Unidos. Si consultas el artículo correspondiente a este enigma, además de tener la solución, encontrarás el relato de un científico que viajó a Nueva York durante los días en los que se produjeron los ataques. PREGUNTA 2: ¿Sobre qué células que nos ayudan a vencer las infecciones actúa en primer lugar una de las toxinas del ántrax?

Enigma 3 La extinción de los dinosaurios Una hipótesis reciente añade como posible causa desencadenante de la extinción masiva que acabó con los dinosaurios la sobreabundancia de un tipo de bacterias productoras de toxinas como consecuencia del enriquecimiento en nutrientes de los medios acuosos tras el impacto del asteroide que, supuestamente, actuó como causa principal, según las teorías vigentes en el momento actual. ¿Quieres también saber cómo se peleaban los dinosaurios? No dejes de leer el artículo que te dará además la respuesta a la pregunta que plantea el enigma. PREGUNTA 3: ¿Qué tipo de bacterias fueron las que pudieron vencer a los dinosaurios?

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Enigma 4 La muerte de Mozart El 5 de diciembre de 1791, a la edad de 35 años, el genial compositor Wolfgang Amadeus Mozart moría en Viena. Alrededor de su muerte se han tejido numerosas hipótesis, como la de que fuera envenenado por su competidor en la corte del emperador, el compositor italiano Antonio Salieri. Sin embargo, una de las más recientes, publicada en los Anales de Medicina Interna atribuye su muerte a un bloqueo de sus riñones causado por una infección bacteriana. En el artículo que te dará la respuesta a la pregunta del enigma verás cómo los dos compositores, Mozart y Salieri, llevaron vidas muy diferentes que pudieron tener un efecto en su salud. PREGUNTA 4: ¿Cuál es la enfermedad más conocida causada por la bacteria que se postula pudo matar a Mozart?

Enigma 5 A más presión que en una olla Las bacterias son organismos sometidos a una gran presión interna: cuatro veces la presión atmosférica. Sin embargo, no estallan gracias a que las envuelve una pared resistente formada por una molécula compleja en la que hay varias hileras de azúcares atravesadas por segmentos proteicos que las conectan. Para encontrar la respuesta a la pregunta que propone este enigma puedes leer un artículo en el que se cuenta una hipótesis sobre cómo las bacterias han llegado a ser tan eficaces en la vida. PREGUNTA 5: ¿Cuál es el nombre de la macromolécula que impide que estallen las bacterias?

Enigma 6 Las bacterias lactantes Se ha descubierto que la lactancia natural favorece el crecimiento de un grupo de bacterias, que no existen ni en el adulto ni en los niños alimentados con leche artificial, y que protegerían al lactante frente a otras infecciones bacterianas. Para encontrar la solución a la pregunta de este enigma puedes leer un artículo que ilustra lo compleja que es la alimentación de los bebés. PREGUNTA 6: ¿A qué género pertenece una bacteria que protege a los lactantes? El género es el primero de los términos que forma el nombre científico de una especie, en el caso de los seres humanos, Homo sapiens, el género sería “Homo”, la especie “Homo sapiens”. Uno de los habitantes prehistóricos de Atapuerca fue el Homo antecessor, que no es de nuestra misma especie, pero sí del mismo género.

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Enigma 7 Bacterias devoradoras de algas El sushi es una comida japonesa muy de moda entre los occidentales que contiene, además de pescado y otros alimentos, algas que sólo pueden ser digeridas por las bacterias existentes en el intestino de los japoneses. La razón es que estas bacterias han adquirido, a lo largo del tiempo, genes que producen enzimas capaces de digerir alguno de los componentes de estas algas. Como leerás en el artículo que te va a dar la respuesta a la pregunta de este enigma, para saber cómo funciona nuestro cuerpo además de nuestros genes debemos tener en cuenta los que nos proporciona el microbioma, el conjunto de los microorganismos que conviven con nosotros. PREGUNTA 7: ¿Por cada uno de los genes humanos que tenemos en el conjunto de nuestras células, cuántos genes bacterianos habitan en nuestro cuerpo?

Enigma 8 El punto flaco de las bacterias Los antibióticos, como la penicilina, son sustancias naturales que actúan selectivamente impidiendo el desarrollo o la reproducción bacteriana sin perjudicar a nuestras células. El primer antibiótico identificado fue la penicilina, descubierta en 1928 por Alexander Fleming. En el artículo donde se da la respuesta a la pregunta de este enigma podrás comparar cómo era el mundo antes y después de descubrirse los antibióticos. PREGUNTA 8: ¿A qué componente bacteriano afecta la penicilina?

Enigma 9 El amor y la investigación científica El microbiólogo galardonado con el Premio Nobel Robert Koch probó un extracto del medio de cultivo en el que crecían ciertas bacterias en su joven mujer de 17 años, Hedwig Freiberg, y en sí mismo, con el fin de probar su efectividad como cura para una enfermedad que aún provoca hoy en día una alta mortalidad. El resultado no proporcionó un medicamento curativo, pero sí una prueba para diagnosticar la infección. Además de la respuesta a lo que se pregunta en este enigma, el artículo que te proponemos leer te dará más información sobre la vida de un insigne microbiólogo. PREGUNTA 9: ¿Para qué enfermedad obtuvo Koch una prueba que la diagnostica?

Enigma 10 Destruir la biodiversidad mata La destrucción del medioambiente y la reducción de la biodiversidad aumentan la probabilidad de que se extiendan las enfermedades infecciosas o de agravar la morbilidad de algunas de ellas. Es el caso de la distribución geográfica de la malaria, la enfermedad parasitaria que más muertes causa al año en el mundo, que se

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extiende por la deforestación, ya que ello favorece la reproducción del mosquito que transmite el parásito. La solución a la pregunta planteada en este enigma la encontrarás dentro de una discusión sobre si las modificaciones del medioambiente producidas por los humanos son la fuente de muchas enfermedades emergentes. PREGUNTA 10: ¿Cuál es el nombre del mosquito que propaga el parásito causante de la malaria?

Enhorabuena, has sintetizado tu bacteria 쮿 Ahora que ya tienes todas las piezas habrás construido una bacteria empezando por la membrana plasmática, sin la que no puede existir ninguna célula ya que sirve para confinar los componentes de la célula en un volumen separado del medio. 쮿 Recubriéndola se encuentra la pared celular que le da rigidez impidiendo que la presión a la que está el citoplasma la haga estallar. En el citoplasma habrás colocado un nucleoide, que es la estructura que adopta el ADN en las bacterias, que al ser células procarióticas no disponen de membrana nuclear para separar los cromosomas del citoplasma. Muchas bacterias, como la que has construido, tienen información genética adicional a la de su cromosoma albergada en plásmidos, que son moléculas de ADN circular que se replican de forma independiente al cromosoma y se pueden transferir con cierta facilidad de una bacteria a otra. Muchas veces los plásmidos contienen genes de resistencia a algún antibiótico, y las bacterias que los reciben se vuelven por ello resistentes al antibiótico. 쮿 En unos orgánulos llamados ribosomas la información genética del ADN se convierte en proteínas que son las moléculas funcionales y estructurales de la bacteria. Cuando la bacteria ha crecido y duplicado todos sus componentes le llega la hora de reproducirse, proceso que primero necesita que se separen los dos nucleoides resultantes de la replicación del cromosoma y luego que se forme un septo, que es como un tabique formado por todas las capas de la cubierta celular y que divide a la bacteria en dos hijas iguales entre sí e iguales a como era en el momento de nacer la bacteria que las originó. 쮿 A tu bacteria le habrás colocado un flagelo, que es una estructura que le sirve para moverse y en algunos casos para fijarse a algunas superficies, como en el caso de algunas bacterias patógenas que se fijan a las células del intestino mediante su flagelo. También habrás protegido a tu bacteria con una cápsula, formada por polisacáridos, que son largas cadenas de azúcares complejos que le permiten resistir en ambientes hostiles y la convierten en más virulenta. Por último, si a tu bacteria se le acaba el alimento y le son adversas las condiciones en las que se encuentra podrá producir una espora, que es como una bacteria mínima dentro de una cubierta muy resistente a la temperatura, la sequedad y la falta de nutrientes. La espora, cuando las condiciones vuelvan a ser favorables germinará y la bacteria volverá a proliferar.

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Instrucciones para jugar Todos los datos que necesitas los vas a encontrar en una ciberbitácorta, el foro “Esos pequeños bichitos” que coordina Miguel Vicente. Allí encontrarás un enlace con el título “En busca del microtesoro” que te llevará a una página (http:// www.cnb.csic.es/~entendermicrobios) en donde introducirás las respuestas a las preguntas de los enigmas que forman este juego según las vayas encontrando. En ese mismo foro se encuentra un artículo “Venter en 2010 comprueba de nuevo que Avery, ya en 1944, tenía razón” describiendo el experimento de Venter.

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E PÍLOGO Narrar los microbios: reflexiones de un investigador para ser leídas por un profesor Este cuaderno sobre microbiología está escrito para estudiantes de enseñanza secundaria cercanos a los quince años con la esperanza de que les ayude a entender mejor el equilibrio que nuestro cuerpo, así como otros organismos, ha de lograr para convivir con los microbios. Los microbios son los seres vivos más abundantes del planeta y sin embargo los conocemos poco. No son llamativos como los tigres, las ballenas o los árboles de la selva, y casi nunca les encontraremos como héroes de cuentos o historietas. Por eso casi todos solo llegamos a conocerlos cuando estudiamos, y son muchas las personas que lo único que saben de virus, bacterias y mohos, es lo poco que les han enseñado en la escuela. Como ocurre con otras muchas cosas, se supone que a lo largo de la vida nos las tenemos que arreglar con unas ideas esquemáticas impartidas en lecciones breves y apenas asimiladas durante nuestra juventud. De ahí el intento de presentar aquí a los microbios de forma que el estudiante aprenda algo más sobre ellos. Además sería bueno que el estudiante se interesase no solo en los microbios, sino también en la ciencia que los estudia, pues quizás así alguno puede sentirse atraído por estudiar para ser microbiólogo.

El microbio malvado, un antihéroe. Ilustración de Andrea Briz, 1º de Bachillerato, IES Alpajés de Aranjuez. Para que estos propósitos no fracasen lo primero es no aburrir al lector y esto al investigador le exige dejar atrás muchas de sus ideas preconcebidas. No podemos dar por sentado, como a veces nos ocurre, que el interés de los demás por nuestro trabajo sea evidente. Para explicar algo es mejor, por el contrario, partir de la base de que no es obligatorio para nadie sentir el más mínimo interés por lo que hacemos y queremos contarle, precisamente el trabajo del narrador consiste en despertar la curiosidad a través de su presentación. ¿Por qué entonces nos deben parecer interesantes los microNi contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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¡Dios santo! Esta bacteria parece un canaleón…

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bios si ni siquiera los vemos? La explicación, que ocupa la mayor parte de las páginas precedentes, puede resumirse en pocas palabras: los microbios ejercen acciones muy llamativas sobre el entorno y sobre nuestro cuerpo y provocan un impacto que no podemos ignorar, bien sea por los beneficios o por los perjuicios que nos causan. Por eso una forma de interesar al estudiante en los microbios es contarle no solo lo que son sino lo que hacen.

Antonie van Leeuwenhoek, la primera persona que, con su microscopio, vio un microbio y luego acabó encontrándolos hasta en su boca. Ilustración de Sofía García, 3º de ESO, IES Alpajés de Aranjuez. El estudio de los microbios es una ciencia, no lo podemos olvidar, y la ciencia observa, identifica, mide, clasifica y nombra. Además, la ciencia experimental formula hipótesis que somete a pruebas para comprobar o rechazar su validez, y acaba interpretando los resultados para ofrecer una imagen plausible y lógica de cuanto acontece. Mientras los resultados, si están obtenidos de forma rigurosa, son en su mayoría incontestables, no ocurre así con la interpretación que el científico hace de ellos. Me parece importante desde el principio trasladar al estudiante la necesidad de dudar sobre lo que se ha observado, y sobre todo de cuestionar las interpretaciones que se han hecho y debatir las discrepancias entre ellas. Se trata de contar la ciencia más como un proceso de avance del conocimiento que como un conjunto de dogmas. Es difícil hacerlo, porque el estudiante se debate en esa edad entre la búsqueda por un lado de unas pautas fijas y bien definidas que le sirvan de referencia para ser adulto, y el impulso de romper con todas ellas para abandonar la infancia, por otro. Una de las primeras lecciones que creo se deben aprender es que la ciencia no ofrece certezas sino probabilidades, genera dudas y no establece autoridad y que por eso el camino del incrédulo es a menudo mucho menos cómodo que el del creyente. La microbiología como ciencia ha tenido una interesante historia, ha servido para refutar errores tan básicos como el de la generación espontánea, así como para sentar las bases de la biología molecular. Saber algo sobre el contexto en el que se produjeron los descubrimientos científicos tiene, además de interés histórico, el efecto de aproximarnos al investigador como persona y al experimento como parte de su actividad cotidiana. En algún caso hasta puede ilustrar cómo un elemento hogareño ha sido la base de un descubrimiento. Posiblemente sirva esto para desmitificar al científico, lo que no deja de ser arriesgado, pues por un lado se pierde el aura de gloria que puede impulsar a algunos estudiantes a

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seguir una carrera investigadora, pero por otro se gana en proximidad a la persona, mostrando que los grandes científicos con frecuencia no han sido más que gente normal pero muy trabajadora y bien formada. Recuerdo las charlas que sobre Alexander Fleming y su descubrimiento de la penicilina nos daba Don Florencio Bustinza en la Facultad de Ciencias de la Universidad Central de Madrid (ahora Universidad Complutense). Quizás sea este episodio de la Historia, que se relata con más detalle en el texto del cuaderno, el que mejor ilustre la necesidad de que a la buena fortuna, a la curiosidad y a la experiencia las acompañe la determinación sistemática para plantear unos experimentos y obtener de ellos un resultado. Porque ni existe el científico loco, ni se descubre América sin proponerse llegar a China.

Alexander Fleming, el descubridor de la penicilina, trabajando en su laboratorio. Ilustración de Raquel Lillo, 4º de ESO IES Alpajés de Aranjuez. Uno de los errores más frecuentes al escribir un texto es la tendencia natural a ocultar lo que es más importante tras un montón de preámbulos, explicaciones y disculpas. Lo más práctico para evitarlo es una vez escrito el texto, releerlo, allí al final de la primera página suele empezar lo que en realidad queremos decirle al lector. Espero que, como lo he releído todo, no me haya ocurrido así y que, al llegar a este punto, el lector esté tan entusiasmado con los microbios que ya no sepa vivir sin ellos, pues como dicen la copla y el título del cuaderno “ni contigo ni sin ti tienen mis males remedio…” Miguel Vicente Majadahonda y Cantoblanco, julio-agosto de 2010.

Don Florencio Bustinza Lachiondo observando la placa en la que Fleming había inoculado un Staphylococcus y se encontró con un Penicillium. Foto de la colección de la cátedra de Fisiología Vegetal, Facultad de Biológicas, Universidad Complutense. Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

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M ICRO -D ICCIONARIO Ácidos nucleicos: moléculas portadoras de la información genética de las células y de los virus. Hay dos tipos principales: el ADN (ácido desoxirribonucleico) y el ARN (ácido ribonucleico), que se distinguen por la estructura química de sus componentes. En una célula el ADN, que contiene el conjunto de sus genes, tras replicarse se hereda por las células hijas y la información que contiene se transcribe a varias moléculas de ARN que ya solo tienen la información de un gen o de unos pocos cada una. El ARN tiene información para que se produzca una proteína por cada gen del que procede. La traducción de la información del ARN para que se produzca una proteína se hace siguiendo el código genético y se efectúa en una maquinaria muy compleja, el ribosoma. Agar: sustancia gelatinosa presente en algunas algas marinas. Se utiliza para fabricar medios de cultivo para el crecimiento de bacterias y hongos y también en cocina. Anticuerpos: proteínas que reconocen e intentan neutralizar a las sustancias extrañas, como los microbios, que entran en el cuerpo. Atmósfera: además de la capa gaseosa que envuelve a la Tierra se llama así a la unidad que se utiliza para medir la presión. Una atmósfera equivale a la presión que ejerce la atmósfera terrestre al nivel del mar.

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Autótrofo: organismo capaz de fabricar su propio alimento a partir de materia inorgánica. Por eso no necesita a otros seres vivos para alimentarse. Son autótrofas algunos tipos de bacterias y arqueas y las plantas. Carbohidratos: llamados también hidratos de carbono, son moléculas de los seres vivos que proporcionan energía. En su composición entra el carbono, el hidrógeno y el oxígeno. Un tipo de carbohidratos son los azúcares. Citoplasma: parte interior de una célula donde se encuentran sus orgánulos. En los procariotas el material genético está en el citoplasma, mientras que los seres eucariotas el ADN está separado del citoplasma por la membrana nuclear. Electrones: partículas del átomo con carga eléctrica negativa. Rodean al núcleo atómico, que está formado por protones (con carga positiva) y neutrones (partículas que no tienen carga). Enfermedades hereditarias: enfermedades que se transmiten de padres a hijos. No están causadas por microbios, sino por defectos en el material genético y no son contagiosas. Enfermedades infecciosas: enfermedades causadas por microbios. Se contagian de unas personas a otras. Espora: célula reproductora que forman ciertos seres vivos, como los hongos y algunas bacterias. Es una Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios


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forma de resistencia que puede sobrevivir en condiciones desfavorables, en las que se encuentra inactiva. Cuando las condiciones del ambiente son buenas, germina, dando lugar a un nuevo individuo. Fermentación: proceso realizado por microbios en el que obtienen energía en ausencia de oxígeno. Mediante este proceso hay microbios que transforman los alimentos en otros productos con nuevas propiedades o que se conservan mejor. Las bacterias que realizan la fermentación láctica producen yogur a partir de la leche; otros microbios, las levaduras, que son un tipo de hongos, realizan una fermentación alcohólica, transformando el jugo de las uvas en vino. Flora intestinal: conjunto de bacterias que habita en el intestino humano. Fotosíntesis: proceso mediante el cual las plantas, algas y algunas bacterias captan y utilizan la energía de la luz para transformar la materia inorgánica de su medio externo en materia orgánica que utilizarán para su crecimiento y desarrollo. Genoma: es el conjunto de genes que tiene un organismo. En muchos virus y bacterias el genoma está en una sola molécula de ADN, pero el genoma de los organismos eucarióticos suele estar repartido en más de una molécula. Algunos virus tienen su genoma formado por ARN. Glucosa: un tipo de azúcar que las células utilizan como fuente de energía. El nivel de glucosa en la Ni contigo ni sin ti: guía para entender los microbios

sangre sirve como prueba para diagnosticar enfermedades como la diabetes. Heterótrofo: organismo que se alimenta con sustancias orgánicas que obtiene a partir de otros seres vivos. Son heterótrofos los animales, los hongos y muchas bacterias. Ingeniería genética: conjunto de técnicas que nos permiten manipular la información genética de un ser vivo para que tenga alguna característica que nos interesa. Insulina: hormona producida en el páncreas de los seres humanos. Es necesaria para que la glucosa que circula en la sangre entre en las células. Su falta provoca una enfermedad llamada diabetes. Leucocito o glóbulo blanco: célula del sistema inmunitario, que es parte de las defensas internas. Los hay de varios tipos, entre ellos unos destruyen los microbios engulléndolos, otros fabrican anticuerpos. Mitocondria: orgánulo presente en el citoplasma de las células eucarióticas en donde se realiza la producción de energía ligada a la respiración. Las mitocondrias eran bacterias que al incorporarse a una célula eucariótica ancestral perdieron casi todo su ADN y se especializaron en respirar. Núcleo: parte de la célula eucariótica donde se encuentra el material genético rodeado por una membrana nuclear. Las células procarióticas care-

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cen de membrana nuclear que separe el ADN del citoplasma, se dice que en ellas el ADN forma un nucleoide. Orgánulos: elementos como las mitocondrias y los ribosomas con una función especializada situados en el citoplasma de las células. Parásito: organismo que vive a costa de otro, al que causa un daño o enfermedad. Pared bacteriana: cubierta rígida que rodea a la membrana citoplasmática de las bacterias y que resulta imprescindible para su supervivencia. Patógeno: microbio que causa enfermedades. Penicilina: antibiótico que bloquea la formación correcta de la pared de las bacterias. En su presencia la pared que se forma está debilitada y la presión de su interior hace que las bacterias estallen. Placa Petri: recipiente cilíndrico de plástico y con tapa que se utiliza para cultivar bacterias. Proteínas: moléculas constituyentes de los seres vivos que participan en la mayoría de los procesos biológicos. Tienen una gran variedad de funciones: unas forman estructuras, como la queratina del pelo, otras son hormonas reguladoras, como la insulina, y otras son defensivas, como los anticuerpos. Están formadas por una o más cadenas de aminoácidos. A las proteínas que catalizan reacciones bioquímicas se las llama enzimas.

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Refracción: es la desviación que sufre la trayectoria de un rayo de luz cuando pasa de una a otra sustancia y se debe a que la luz se propaga de distinta manera según sea la composición del medio por el que viaja. Si se mete un lápiz en un vaso con agua el lápiz parece quebrado porque la luz se propaga de diferente manera en el aire que en el agua y la imagen que vemos del lápiz está compuesta por dos imágenes. Se dice que el aire y el agua tienen distinto índice de refracción. Cuando en un microscopio se utiliza un objetivo de inmersión se coloca un aceite de inmersión que evita la refracción de la luz al pasar desde el “cubre” al objetivo. El aceite de inmersión y el cristal del “cubre” tienen índices de refracción casi iguales, lo que evita que los rayos de luz cambien de dirección al atravesar el hueco que de otra forma quedaría entre el “cubre” y el objetivo. No debe confundirse la refracción con la reflexión, que es lo que le ocurre a un rayo luminoso cuando rebota en la superficie pulida y opaca de un espejo. En la refracción la luz pasa a través de la sustancia, en la reflexión la luz no puede atravesar la sustancia. Ribosoma: Un orgánulo muy numeroso dentro de las células ya sean eucarióticas o procarióticas. Se encarga de sintetizar proteínas a partir de la información que desde el ADN transporta el ARN mensajero y de los aminoácidos suministrados por el metabolismo. Los ribosomas están formados por varias proteínas y moléculas de ARN. Los de las bacterias son diferentes y de menor tamaño que los de nuestras células, por eso hay antibióticos como la estreptomicina, que actúan sobre el ribosoNi contigo ni sin ti: guía para entender los microbios


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ma de las bacterias y las bloquean sin producirnos daño a nosotros. Secuencia: Se suele utilizar esta palabra para designar el orden en el que se encuentran en el ADN las bases nitrogenadas que lo componen. También el orden en el que se colocan los aminoácidos de una proteína se llama secuencia. En un ADN cada conjunto de tres bases (llamado triplete) significa un aminoácido, equivalente a una palabra en un texto, que se coloca en su lugar correspondiente al sintetizarse en el ribosoma una proteína, que equivaldría a una frase. También como en un texto, en el ADN y el ARN hay secuencias que indican el principio y el final de un gen para no confundirse. La equivalencia entre tripletes y aminoácidos es lo que conocemos como código genético. Simbiosis: asociación de dos o más organismos de distintas especies en la que todos salen beneficiados. Las bacterias del intestino viven en simbiosis con el ser humano. Las bacterias se alimentan y el hombre también se beneficia porque digiere mejor los alimentos. Las plantas también albergan bacterias con las que viven en simbiosis, por ejemplo las del género Rhizobium que inducen la formación de

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unos nódulos en las raíces de las leguminosas (las alubias, la soja). En esos nódulos viven bacterias que a cambio de albergue y nutrientes que les da la planta, colaboran con ella para convertir el nitrógeno de la atmósfera, que no puede ser utilizado, en derivados del amonio que sirven de abono natural a los cultivos de leguminosas. Sistema inmunitario: sistema de defensas que tiene nuestro cuerpo para eliminar a los microbios y otros elementos extraños. Vacunas: preparados que se administran para prevenir enfermedades infecciosas. Contienen microbios modificados o fragmentos de ellos que no nos pueden causar enfermedades, pero que activan nuestras defensas naturales dejando en ellas un recuerdo que les permite actuar rápidamente si en el futuro se produce una infección. A diferencia de los antibióticos que matan a varios tipos de bacterias pero no a los virus, las vacunas también pueden ser activas frente a los virus pero son específicas para cada patógeno por lo que, por ejemplo, una vacuna contra la viruela no protege frente al virus de la polio.

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