¿Cómo se mueven las bacterias?

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Cuando la gente piensa en bacterias o microorganismos, en general, lo normal es imaginarlos estáticos creciendo como manchas o colonias sobre placas de cultivo, casi como si fuesen plantas microscópicas. En otros casos se piensa en el flagelo, esa alargada estructura a modo de látigo que casi todo el mundo asocia a los espermatozoides, incluso algunas personas nombran los típicos movimientos de los protoozos. Sin embargo la realidad es bastante más compleja y variada.
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Típicos movimientos en protozoos  - Sketch Science | Coma Niddy University.
Típicos movimientos en protozoos – Sketch Science | Coma Niddy University.

Hace unos meses realicé un vídeo también para Naukas en el que se apreciaba el movimiento de bacterias vistas a 100x, que aparentemente estaban inmóviles sobre una placa de cultivo. He usado bastante ese vídeo para explicar en distintos eventos de divulgación que los microorganismos no son seres inmóviles, que interactúan con el medio que les rodea, hoy vengo a contar de una forma sencilla algunas de las distintas formas de moverse que poseen los microorganismos.

Si os pregunto cuántas formas de moverse tienen los organismos macroscópicos (los que se ven a simple vista) quizás me respondáis simplificando que tres: volar, nadar y caminar/correr. Sin embargo con las bacterias como decía antes las cosas se complican un poco y podemos hablar de hasta, ¡6 formas distintas de movimiento! Que se produzca uno u otro movimiento no sólo depende de la especie que observemos, también depende de otros factores como la humedad y la concentración de nutrientes en los medios de cultivo.

Swarming

Este es quizás el más conocido de todos ellos, pues es el que mejor se observa en cultivos de agar sólido. Cuando colocamos una pequeña cantidad en alguna zona de la placa las bacterias comienzan a extenderse formando una fina capa que termina cubriendo toda la superficie, lo hace creciendo por oleadas. Para que esto ocurra, toda la colonia debe colaborar como si de un enorme enjambre perfectamente coordinado se tratase.

El fenómeno ocurre en tres fases: diferenciación, migración y consolidación. Las tres fases coinciden con lo que en el vídeo parecen ser “oleadas de avance” Lo primero que vemos es como la colonia bacteriana comienza a hacerse más densa lo que indica que aumenta el número de individuos que se preparan para lanzarse a explorar lo desconocido.

Pero antes de lanzarse estas bacterias deben prepararse, y para ello sufren drásticas modificaciones de su aspecto. Inicialmente son bacilos cortos de 2 a 4 μm de largo y con menos de 10 flagelos. Una de las primeras modificaciones consiste en inhibir la septación, lo cual implica que al dividirse los individuos continúan pegados, pasando a formar filamentos de hasta 80 μm de largo, por si esto fuese poco aumentan su número de flagelos a más de 1000.

Una vez realizados estos y otros cambios, comienza la fase de migración a una velocidad de entre 10 y 15 μm por segundo. Cuando las bacterias se han alejado lo suficiente y están demasiado dispersas comienza la fase de consolidación, en la que frenan poco a poco su movimiento y vuelven a recuperar su antiguo aspecto separándose en bacilos cortos. En este punto las bacterias volverán a dividirse hasta ser un número suficiente que permita una nueva oleada, comenzando otra vez el ciclo.

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Swimming

Para que se de este desplazamiento la placa de cultivo debe tener una fina película de agua por encima, esto ocurre cuando está recién preparada, o cuando la placa se guarda en las condiciones adecuadas que permitan la condensación. En estos casos las bacterias flageladas podrán valerse del movimiento rotatorio de sus flagelos para desplazarse por el líquido.

Swin

Visualmente este fenómeno aparece en placas como unas proyecciones digitiformes que rodean las colonias, y que están compuestas de bacterias que se alejan poco a poco de ella. Podríamos decir que es un movimiento muy parecido al Swarming, con la diferencia que no existe una orientación concreta a la hora de moverse, y que el movimiento ocurre de forma individual.

Respecto a la formación del flagelo existe un curioso vídeo que si aún no habéis visto os dejo aquí:

http://www.youtube.com/watch?v=Ey7Emmddf7Y

Twitching.

Este tipo de movimiento fue descrito en 1961 en Acinetobacter calcoaceticus, aunque se ha encontrado luego en muchas más bacterias como por ejemplo Pseudomonas.

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Es un movimiento que no depende de flagelos sino de fimbrias, es pulsante y aparentemente desorganizado. Las fimbrias son más cortas y delgadas que los flagelos pero también pueden usarse para el desplazamiento, en este caso las bacterias las usan a modo de “ganchos” que lanzan y adhieren al medio o a otras bacterias, y de los que luego tiran.

Gliding

Este movimiento suele estar asociado a muchos microorganismos, sobretodo las algas unicelulares pero también a bacterias con comportamientos complejos y formaciones multicelulares.

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Es un tipo de movimiento muy dependiente de humedad, siendo imposible si se pierde la fina capa de agua que suele cubrir los medios de cultivo en las placas de Petri. No está claro cómo se realiza, lo que si se sabe es que implica a microorganismos no flagelados que se mueven de forma continua formando “remolinos”.

Sliding

Este movimiento fue descrito, aunque no con este nombre, en 1910 en cultivos de Bacillus anthracis, que formaban unas características colonias en agar sangre llamadas “cabezas de medusa”. Estas colonias poseen una zona densa central rodeada de unos finos “hilos” de bacterias, y es en estas zonas donde se produce el movimiento.

Slid

A primera vista las zonas de expansión por sliding son indistingibles de las que se producen por twitching, sin embargo si hacemos zoom en ellas veremos una capa de células densamente empaquetadas, en la que es imposible ver movimiento individual.

Darting

Este tipo de fenómeno fue observado inicialmente en colonias de Staphylococcus aureus que se parecían a colonias de “bacillus”. Según parece cuando la presión ejercida de unas bacterias sobre otras durante el crecimiento superaban a las fuerzas de unión capsulares algunas de las bacterias eran lanzadas fuera de la colonia.

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A medida que las colonias crecen terminan rodeadas de jirones irregulares. Este proceso parece tener implicaciones en algunas enfermedades y sobretodo en la expansión de estas bacterias por catéteres y otras superficies relacionadas con el ambiente hospitalario.

Este artículo trata una pequeña parte de este apasionante mundo que es el movimiento de los microorganismos, sólo he hablado de bacterias y dentro de ellas, tan sólo de movimientos observables en laboratorio. Pero espero que os anime a indagar más. Os dejo un último vídeo en inglés que resume y amplia en alguna cosa todo lo escrito.

Referencias y más información:
Todas las imágenes: Bacterial Surface Translocation: a Surveyanda Classification (ASM) J0RGEN HENRICHSEN | Vídeo original de los gif sobre movimiento de prozotoos: How Microorganisms Move – Sketch Science | Coma Niddy University



Por Raven
Publicado el ⌚ 9 agosto, 2013
Categoría(s): ✓ Biología • Divulgación