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Contaminación y hongos: resistencia a metales pesados
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LATAM Revista Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, Asunción, Paraguay.
ISSN en línea: 2789-3855, agosto, 2022, Volumen 3, Número 2, p. 215.
DOI: https://doi.org/10.56712//latam.v3i2.76
Contaminación y hongos: resistencia a metales pesados
Pollution and Fungi: Resistance to Heavy Metals
Leticia Guadalupe Navarro Moreno
Universidad del Papaloapan, Campus Tuxtepec
navarroleticia483@gmail.com
Orcid: https://orcid.org/0000-00019978-7605
Oaxaca – México
Lucero Vázquez Velasco
Universidad del Papaloapan, Campus Tuxtepec
lucerovelasco61@gmail.com
Oaxaca – México
Andrea Rangel Cordero
Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubiran
Arco2069@gmail.com
Ciudad de México
José M. González
Universidad César Vallejo
josemgonzalez@gmail.com
Piura – Perú
Artículo recibido: 29 de agosto de 2022. Aceptado para publicación: día mes 2022.
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Como citar: Navarro Moreno, L. G. ., Vázquez Velasco, L., Rangel Cordero, A., & González, J. M.
(2022). Contaminación y hongos: resistencia a metales pesados. LATAM Revista
Latinoamericana de Ciencias Sociales y Humanidades, 3(2), 215–232.
https://doi.org/10.56712/latam.v3i2.76
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ISSN en línea: 2789-3855, agosto, 2022, Volumen 3, Número 2, p. 216.
Resumen
Muchos organismos vivos poseen la capacidad de adaptarse a las condiciones adversas del
ambiente. Lo anterior se realiza para poder sobrevivir y asegurar una continuidad en su especie.
Uno de los ambientes más tóxicos que se ha generado es la contaminación del medio. Esta ha
sido resultado de la sobreproducción y el mal manejo de materiales usados por el ser humano.
El agua constituye un buen ejemplo de ambiente contaminado. La contaminación ambiental ha
servido como un modo de selección de varias formas microbianas, las cuales han expresado
diferentes mecanismos de acción para poder adaptarse y sobrevivir al medio ambiente en el cual
se desarrollan. En la Ciudad de Tuxtepec, Oaxaca y sus poblados aledaños existe un grave
problema de contaminación del agua debido al mal uso de los desechos generados en industrias
y hogares. Se eligieron tres afluentes, el primero fue el rio Papaloapan y dos más localizados en
colonias cercanas a este. A partir de esas muestras se aislaron e identificaron, mediante
diferentes metodologías (microbiológicas y de biología molecular) tres hongos microscópicos y
una levadura, los cuales fueron sembrados de forma separada para su posterior estudio. Los
hongos identificados fueron Aspergillus sección flavi, Penicillium citrinum y Paecilomyces
lilacinus. La levadura fue Cándida parapsilosis. En este trabajo se muestran los resultados
obtenidos de los aislamientos y las características microbiológicas de las cepas aisladas e
identificadas. Es importante conocer y estudiar cepas microbianas (bacterias, levaduras y
hongos) que sean capaces de tolerar concentraciones altas de agentes tóxicos diversos, como
los metales pesados para, posteriormente, establecer protocolos de investigación que tengan
como finalidad su uso como microorganismos capaces de llevar acabo la biodegradación.
Palabras clave: contaminación, adaptación, microorganismos.
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ISSN en línea: 2789-3855, agosto, 2022, Volumen 3, Número 2, p. 217.
Abstract
Many living organisms have the ability to adapt to adverse environmental conditions. This is done
in order to survive and ensure continuity in their species. One of the most toxic environments that
has been generated is environmental pollution. This has been the result of overproduction and
mishandling of materials used by human beings. Water is a good example of a polluted
environment. Environmental contamination has served as a mode of selection for various
microbial forms, which have expressed different mechanisms of action in order to adapt and
survive the environment in which they develop. In the City of Tuxtepec, Oaxaca and its surrounding
towns there is a serious problem of water contamination due to the misuse of waste generated
in industries and homes. Three tributaries were chosen, the first was the Papaloapan River and
two more located in neighborhoods near it. From these samples, three microscopic fungi and one
yeast were isolated and identified using different methodologies (microbiological and molecular
biology), which were seeded separately for further study. The identified fungi were Aspergillus
flavi section, Penicillium citrinum and Paecilomyces lilacinus. The yeast was Candida
parapsilosis. In this work, the results obtained from the isolates and the microbiological
characteristics of the isolated and identified strains are shown. It is important to know and study
microbial strains (bacteria, yeasts and fungi) that are capable of tolerating high concentrations
of various toxic agents, such as heavy metals, in order to subsequently establish research
protocols that aim to use them as microorganisms capable of carrying out biodegradation
Keywords: contamination, adaptation, microorganisms.
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TÍTULO DEL ARTÍCULO
La vida en nuestro planeta requiere adaptarse a las condiciones cambiantes del medio para poder
sobrevivir. Naturalmente este proceso de adaptación-evolución ha ocurrido desde que apareció
la vida en nuestro planeta. La vida se sustenta en las relaciones que hay entre los seres vivos y
su ambiente, generando un intercambio continuo de materia y energía. Por ello, ningún ser puede
vivir aislado del ambiente que lo rodea. La luz solar, la temperatura, el agua, el aire y el suelo
constituyen los ecosistemas (Marcano, 2016). Los seres vivos estamos, entonces, sujetos al
cambio de los ecosistemas por lo que la vida dependerá de la capacidad de los seres vivos para
soportar los cambios. Esta interesante teoría ha sido estudiada por muchos científicos desde
hace muchos años y constituye el punto de partida para explicar lo que sucede a las especies
que se ven sometidas a una presión evolutiva. A lo largo de la historia dos teorías, han explicado
la evolución; cómo los organismos adquieren características nuevas o adaptan las constitutivas
para sobrevivir y mantenerse en un ambiente determinado. La teoría de adaptación de Lamarck
expuesta en 1809, indica que la evolución está dada por cambios fenotípicos y genotípicos a lo
largo del tiempo, generados por variaciones ambientales, que le permiten al organismo adaptarse
al medio modificado; y transmitir los cambios. La teoría de selección natural de Darwin
proporciona una gran importancia a los cambios al azar, que proporcionan características de
ventaja a ciertos organismos. Sobreviven los que ante una presión x presentan la característica
que les permite adaptarse (aptos) y son seleccionados sobre aquellos que carecen de la
característica (Celis-Bustos, 2017). Darwin habló de la lucha por la existencia y luego de la
selección natural. De esta forma Darwin comenzó la argumentación de su teoría con estatutos
que se parecen mucho a leyes y utilizó el mecanismo de cambio evolutivo y la selección natural,
para explicar muchos fenómenos como la distribución geográfica, la geología, la clasificación, la
anatomía comparada y la embriología entre otros. No obstante, Darwin pensó siempre que su
teoría de la evolución estaba incompleta ya que le faltaba elaborar una teoría de la herencia para
explicar los hechos de la nueva variación y la transmisión de una generación a la siguiente.
Darwin descubrió el mecanismo del cambio evolutivo en otoño del 1838 llegando a la conclusión
de la selección era el principio del cambio en la resistencia de las especies a los cambios en su
medio ambiente (Darwin, 2004., Casadejesus, 2013., Darwin 2013 a, b., Lozano, 2016).
A lo largo de la historia de las ciencias biológicas, los temas del origen de la vida y la evolución
han sido muy importante en la vida de muchos científicos, quienes han postulado diferentes
teorías relacionadas a los aspectos de las diferentes etapas de la vida y su cambio a través de
las diferentes eras. Así se establecieron teorías como la de la endosimbiosis, la cual es un bello
ejemplo de una idea para explicar la aparición de los diferentes organismos. El primero fue un
organismo aparentemente simple, llamado procarionte, carente de organelos, el cual se unió con
algunas pequeñas bacterias autótrofas dando lugar a los primeros seres fotosintéticos. Al pasar
el tiempo o al mismo, no se sabe a ciencia cierta, otras bacterias no fotosintéticas se unieron
para formar los organismos aerobios. A partir de ellos, sea como sea que se hayan formado, se
originaron una gran diversidad de seres vivos hasta llegar al humano. Los humanos comenzaron
a cambiar los ecosistemas al darse cuenta de que podían utilizar los recursos que la naturaleza
poseía. Este hecho generó el inicio del fenómeno de la contaminación en sus diversas versiones.
En este trabajo abordaremos la contaminación asociada a los metales pesados.
No todos los metales de la naturaleza son tóxicos ya que en la actualidad se sabe que los
elementos químico asociados con la vida en la Tierra son carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno,
fósforo y azufre (C, H, O, N, P y S), que representan 99%, mientras que el restante 1% lo conforman
los bioelementos calcio (Ca), potasio (K), sodio (Na), cloro (Cl), magnesio (Mg), hierro (Fe), cobre
(Cu), flúor (F), yodo (I), molibdeno (Mo), cobalto (Co), manganeso (Mn), zinc (Zn), aluminio (Al),
boro (B), vanadio (V), silicio (Si), estaño (Sn), níquel (Ni) y cromo (Cr) (Santiago et, al, 2020).
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Se les llama metales a los elementos químicos situados a la izquierda y centro de la tabla
periódica. Ellos se clasifican en metales alcalinos y alcalinotérreos de los grupos I y II A, los
metales de transición y los grupos III y IV A. Algunos elementos intermedios como el As del grupo
VA se estudian habitualmente junto a los metales. En todos estos grupos se encuentran metales
muy relevantes desde el punto de vista toxicológico (Ferrer, 2003). Retomando el hecho de que
vivimos en un ecosistema se debe asumir que el contacto de los seres vivos con compuestos
metálicos se produce a través del agua, el aire, la tierra y los alimentos, normalmente a dosis
bajas. En relación con el humano su toxicidad se ha expresado sobre todo por una exposición
profesional en las actividades mineras y, más anecdóticamente, al emplearse con fines
homicidas. Los principales autores clásicos que se ocuparon de temas toxicológicos
describieron ya intoxicaciones crónicas por metales relacionados con la minería de los
elementos más tóxicos como el mercurio o el plomo. Por otra parte el semi-metal arsénico ha
sido uno de los tóxicos más empleados con fines suicidas y homicidas. (Ferrer, 2003).
La contaminación ambiental se ha posicionado como uno de los problemas que más afectan a
la sociedad del siglo XXI. La pérdida de calidad del aire, del recurso hídrico y de suelos disponibles
para actividades agrícolas se ha incrementado exponencialmente. La tasa de contaminación del
agua puede ser estimada en 2000 millones de metros cúbicos diarios. La contaminación del agua
por metales pesados ocasionada por vía antrópica y natural, está afectando drásticamente la
seguridad alimentaria y salud pública. Por su elevada toxicidad, el impacto causado en salud por
exposición prolongada o por bio-acumulación de metales pesados resulta alarmante.
Dependiendo del tipo de metal o metaloide, se producen afecciones que van desde daños en
órganos vitales hasta desarrollos cancerígenos. En México, la población infantil de Torreón,
Coahuila ubicada en Norte-centro de México se han reportado casos por envenenamiento
principalmente por plomo (Pb) proveniente de actividades industriales que incorporan este metal
a la cadena alimenticia y al agua. La distribución, movilidad, disponibilidad biológica y toxicidad
de los elementos químicos dependen de la forma química en la que se encuentren por lo que se
requiere conocer las especies químicas de los elementos para comprender las reacciones
químicas y bioquímicas en las que intervienen, y por tanto, obtener información relativa al
carácter esencial y tóxico de los elementos químicos. (Reyes et aL, 2016). En México, existen
reportes de la presencia de metales pesados en ríos, lagos, cultivos, suelos y aire de zonas
urbanas, así como en ambientes costeros y marinos. La minería es una de las principales causas
de la contaminación ambiental por metales pesados, debido principalmente al manejo
inadecuado de sus residuos denominados “jales mineros”. Varios reportes indican que en México
podrían existir millones de toneladas de jales dispersos en el territorio nacional, de los que
todavía se desconocen sus condiciones y su potencial de afectación al ambiente (Covarrubias,
2017., Marcano, 2016)).
Actualmente, el término “metal pesado” es utilizado para referirse de una manera amplia a
aquellos metales o metaloides con potencial de causar problemas de toxicidad. Los principales
mecanismos de toxicidad a nivel molecular son: a) Bloqueo de grupos funcionales esenciales en
biomoléculas, debido a la alta afinidad de los cationes metálicos por los grupos sulfhidrilos de
las proteínas, específicamente a los residuos de cisteína, lo que ocasiona su desnaturalización;
b) Desplazamiento de centros catiónicos en enzimas importantes, provocando que pierdan su
función; c) Formación de especies reactivas de oxígeno (ERO) como H2O2 y del radical . OH,
siendo éste uno de los más reactivos que se conocen, por su capacidad de iniciar reacciones en
cadena de radicales libres que ocasionan modificaciones y daño irreversible a compuestos
celulares como carbohidratos, ácido desoxirribonucleico (ADN), proteínas y lípidos
(Covarrubias, 2017).
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A nivel mundial se ha incrementado la contaminación por metales pesados generando perjuicios
a la salud y el ambiente. Muchos metales pesados son indestructibles y representan una
amenaza ya que no pueden ser degradados ni química, ni biológicamente, es decir no son
biodegradables, por lo que muchos de ellos pueden acumularse a lo largo de la cadena
alimenticia. Por lo anterior y debido a los problemas que se han mencionado anteriormente es
necesario desarrollar tecnologías como la biorremediación, En relación con ello, solo algunas
especies de microorganismos y plantas portan sistemas genéticos especializados logran
contrarrestar los efectos tóxicos de los metales y son capaces de sobrevivir en ambientes con
elevadas concentraciones de estos elementos (Beltran, 2015).
Retomando la información del párrafo anterior, de igual forma se sabe que los microorganismos
están sujetos a diferentes condiciones fisiológicas de estrés y variaciones del ambiente. Para
contender con los efectos dañinos del estrés, las células han desarrollado respuestas
moleculares rápidas para evitar los daños y protegerse. Entre ellos se pueden mencionar la
síntesis de proteínas de estrés y otros mecanismos de resistencia (González-Hernández, 2002).
Se sabe que los microbios son capaces de vivir en una gran diversidad de lugares, desde lugares
helados hasta los más calurosos y bajo una gran variedad de condiciones. Por ejemplo, la
bacteria Deinococcus radiodurans, capaz de sobrevivir a cargas de radiación extremadamente
altas de radiación capaces de matar a un humano. Actualmente se sabe que un amplio número
de microorganismos, incluidos los hongos poseen estas propiedades y que en relación con la
resistencia a metales pesados cada vez se van sumando más especies de microorganismos.
Para resistir a estas duras condiciones son capaces de producir diversos compuestos y enzimas
que les permiten adaptarse a sus hábitats. Un ejemplo muy interesante es la resistencia
bacteriana a los antibióticos y a muchos metales, compuestos orgánicos y aditivos alimenticios.
(Rodríguez, 2017, Celis-Bustos, 2017).
La historia de los hongos y su descubrimiento resulta igual de apasionante que muchas otras por
lo que resulta muy interesante mencionarla, al ser estos nuestro sistema de estudio. Los hongos
microscópicos tuvieron que esperar a la invención del microscopio para poder ser descubiertos.
Y fue el holandés Antonie van Leewenhoek a quien le toco el honor de convertirse en el primero
en observar y describir a las levaduras. Resulta impresionante que los sistemas de lentes de este
gran hombre tuvieran mucho mayor resolución que los de Robert Hooke, quién fue el primero en
describir los micelios y las hifas publicando sus observaciones en su obra Micrographia en 1665.
Más adelante, en 1729 Pietro Antonio MIcheli realizó una descripción de alrededor de hongos,
sus esporas y varios detalles de su anatomía además de describir el ciclo vital de los hongos
realizando cultivos de esporas de los hongos Mucor, Aspergillus y Botrytis. Todo lo anterior lo
publicó en el libro Nova genera plantarum. Carl von Linné, taxónomo sueco, realizó una
clasificación metodológica de los hongos con género y especie pero los posicionó en el grupo
de las lombrices. Posteriormente, en 1788, el mexicano Don José Timoteo Arsinas dividió el reino
vegetal en hongos, algas, musgos, helechos, palmas y plantas. Ya en los siglos XIX y XX varios
científicos como C.H Person (sudafricano), E.M Fries (sueco), H.A De Bary (alemán) y P.A
Saccardo (italiano)sentaron las bases taxonómicas y morfológicas de los hongos, las que aún
prevalecen (Herrera, 2014).
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Los hongos poseen una gran variedad de mecanismos para la unión y remoción de metales
pesados. Estos incluyen interacciones fisicoquímicas a nivel de la superficie celular desde la
adsorción, hasta procesos dependientes del metabolismo celular, como la acumulación
intracelular o la precipitación extracelular del metal como consecuencia de la excreción de
metabolitos. Estas interacciones permiten que los hongos sobrevivan a la toxicidad de los
metales y los convierten en organismos resistentes y tolerantes. Los mecanismos biológicos
implicados en la sobrevivencia de los hongos cuando son invadidos por metales pesados son:
precipitación extracelular, formación de complejos y cristalización, transformación de especies
de metales (mediante reacciones de oxidación, reducción, metilación y desalquilación),
biosorción a paredes celulares, pigmentos y polisacáridos extracelulares, transporte disminuido
o impermeabilidad, expulsión, compartamentalización intracelular y precipitación y/o
atrapamiento por algunas moléculas con características especiales. Se han realizado muchos
estudios sobre la tolerancia de algunos hongos a diversos metales pesados, y se han reportado
hongos que muestran tolerancia algunos de ellos. Los hongos Aspergillus terreus, Cladosporium
cladosporiodes, Fusarium oxysporum, GLicocladium roseum, Penicillium spp, Talaromyces
helicus, Trichoderma koningii, Tetraselmis suecica pueden tolerar concentraciones elevadas de
cadmio; Aspergillus niger es tolerante a plomo y cadmio y la levadura Saccharomyces cerevisiae
resiste la presencia de cadmio, plomo y cromo (Cervantes, 1999., Malik, 2004., Dhankhar, 2011.,
Castañe, et al., 2003).
La ciudad de Tuxtepec en el estado de Oaxaca también representa un alza en los niveles de
contaminación por metales pesados en sus aguas. Existen varios reportes que así lo afirman.
Uno de ellos lo constituye un trabajo realizado por el grupo de investigación de Bioquímica de la
Universidad del Papaloapan, quienes encontraron niveles elevados de metales pesados en
algunos afluentes que circundan la ciudad (Galicia 2013, Velázquez, 2022). Con esta información
y tomando en cuenta las características de los hongos como posibles organismos
biorremediadores de metales pesados se planteó como objetivo del trabajo aislar hongos de
aguas contaminadas de la ciudad de Tuxtepec, Oaxaca para identificarlos y realizar estudios de
resistencia y tolerancia a cuatro de los metales más tóxicos: mercurio, cadmio, plomo y cromo.
Los microorganismos aislados y caracterizados a partir de fuentes de agua contaminadas de la
ciudad de Tuxtepec sentarán las bases de estudios relacionados con la sensibilidad a metales
pesados y con la tolerancia a los mismos. Estos resultados podrán ayudar por un lado a
establecer protocolos de investigación relacionados con los mecanismos bioquímicos
implicados en ambos fenómenos los que darán información relevante para el conocimiento
científico. Por otro lado los conocimientos generados podrán ayudar al estudio de su uso como
posibles organismos biorremediadores.
MÉTODO
Se seleccionaron tres afluentes de la región de la cuenca del Papaloapan con indicios de
contaminación en las orillas y el centro de cada afluente. Estos fuero el rio Papaloapan, la laguna
Lindavista y el rio San Jacinto, localizados los tres dentro de la ciudad de Tuxtepec. Para cada
uno de ellos se tomaron tres muestras de agua para realizar los aislamientos. Alícuotas de las
muestras fueron sembradas en medio sólido de Agar Papa Dextrosa (PDA) mediante la técnica
de estriado simple. Los medios fueron incubados a temperaturas de 25 y 35 grados centígrados
y fueron revisadas cada 24 horas hasta observar colonias de microorganismos. Transcurrido el
tiempo se seleccionaron los hongos que presentaban características morfológicas
características a simple vista, tanto en coloración, tamaño y que no estuvieran contaminados por
otros hongos, bacterias o levaduras.
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Microscópicamente se evaluó la presencia de hifas, esporas y otras características específicas
de cada especie en un microscopio óptico a un aumento de 40 y 100 X empleando azul de
lactofenol como colorante; se utilizó el libro “Medical Important fungi: A guide to identification”
5ta Edicion. Davise H. Larone y el “Atlas micológico” para la identificación de los hongos, tanto
por sus características macroscópicas como microscópicas. La identificación de la especie de
hongos y levaduras se llevó a cabo utilizando el equipo de diagnóstico in vitro VITEK2
BIOMÉRIEUX utilizando tarjetas AST YEAST, así como la técnica de MALDI TOF.
RESULTADOS
La figura 1 muestra los tres lugares seleccionados para tomar las muestras de agua: 1) rio
Papaloapan (18°079’6097¨N 96°11´77885.263¨E), 2) Laguna, Col. Linda Vista (18°03'04.6"N
96°08'14.7"E) y 3) Arroyo San Jacinto, Col. Moderna (18°03'44.5"N 96°08'39.0¨ E) todas ellas
localizadas cerca de la ciudad San Juan Bautista, Tuxtepec, Oaxaca. Los cuerpos de agua Laguna
Lindavista y Arroyo San Jacinto fueron elegidos debido a sus características físicas entre ellas
la coloración oscura, el olor y los restos de basura observados. El rio Papaloapan fue elegido
debido a las determinaciones de contenido de metales pesados que fueron determinados con
anterioridad por nuestro grupo de estudio mostrando la presencia de mercurio, plomo y cadmio.
Los cuerpos de agua y las muestras recolectadas se muestran en la figura 1.
Figura 1
Sitios de recolección de afluentes contaminados, en la ciudad de San Juan Bautista, Tuxtepec,
Oaxaca. (Acervo personal, Lucero Vázquez Velasco).
H2:
Recolección: Rio Papaloapan.
Crecimiento en toda la caja: 4 días.
Descripción macroscópica: Coloración verde
limón. Crecimiento en la mayor parte de la
caja, de aspecto polvoriento.
L3:
Recolección: Orillas de la Laguna Lindavista.
Crecimiento en toda la caja: 1 día.
Descripción macroscópica: Colonia de color
blanco a crema, brillante a la luz, de un
aspecto húmedo. Creció dispersa por estriado
en la placa.
H5:
Recolección: Orillas del arroyo San Jacinto.
Crecimiento en toda la caja: 6 días
Descripción macroscópica: Coloración blanca
al inicio y con el pasar de los días alcanza una
tonalidad verde con bordes blancos y
hendiduras.
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H6:
Recolección: Centro de la Laguna Lindavista.
Crecimiento en toda la caja: 6 días.
Descripción macroscópica: Coloración rosa
pálido, algodonosa, es uno de los dos hongos
que crecieron en la placa y quien tuvo un
crecimiento más rápido. Sin mezcla entre
ambos.
Después de realizar los procedimientos microbiológicos comentados en la sección anterior,
fueron seleccionadas cuatro colonias de microorganismos que presentaron alto grado de pureza
y que estaban etiquetadas como: H2, H5, H6 y L3. Las primeras correspondieron a tres hongos
y la última a una levadura. Observando sus características micro y macroscópicas y comparando
con el manual, se llegó a una primera conclusión identificando el género de los microorganismos
aislados. La figura 2 muestra los resultados obtenidos junto con la descripción colonial de los
microorganismos.
Figura 2
Descripción macroscópica de las colonias de los hongos y la levadura aislada (Acervo personal,
Lucero Vázquez Velasco).
H2:
Recolección: Rio Papaloapan.
Crecimiento en toda la caja: 4 días.
Descripción macroscópica: Coloración verde
limón. Crecimiento en la mayor parte de la
caja, de aspecto polvoriento.
L3:
Recolección: Orillas de la Laguna Lindavista.
Crecimiento en toda la caja: 1 día.
Descripción macroscópica: Colonia de color
blanco a crema, brillante a la luz, de un
aspecto húmedo. Creció dispersa por estriado
en la placa.
H5:
Recolección: Orillas del arroyo San Jacinto.
Crecimiento en toda la caja: 6 días
Descripción macroscópica: Coloración blanca
al inicio y con el pasar de los días alcanza una
tonalidad verde con bordes blancos y
hendiduras.
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H6:
Recolección: Centro de la Laguna Lindavista.
Crecimiento en toda la caja: 6 días.
Descripción macroscópica: Coloración rosa
pálido, algodonosa, es uno de los dos hongos
que crecieron en la placa y quien tuvo un
crecimiento más rápido. Sin mezcla entre
ambos.
El siguiente análisis correspondió al microscópico. Este, junto con el análisis macroscópico sirvió
para realizar una primera identificación. Microscópicamente las cepas mostraron las siguientes
características. Cepa H2: Conidióforo compuesto por una vesícula en el extremo de una hifa, con
fiálides y esporas globosas. Tipo de hifa hialina septada. Cepa L3: Pseudomicelio unicelular
presente, en su mayoría abundante, que consiste en cadenas ramificadas de células ovales o
alargadas. Cepa H5: Hifa tabicada hialina. Conidios en ramificación y esporas en hilera. Cepa H6:
hifas septadas hialinas, fiálides en forma de frasco y conidios globulosos. Con estos resultados
se llegó a establecer que H2 podría corresponder a Aspergillus sp, L3 a Cándida sp, H5 y H6 a
Penicillium sp. Las figuras 3 a 6 muestran las observaciones macro y microscópicas de cada una
de las colonias aisladas.
Figura 3
Micro y macro morfología de la cepa H2 correspondiente a un posible Aspergillus sp
CEPA H2 (Aspergillus sp)
Reverso
Anverso
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Figura 4
Micro y macro morfología de la cepa L3 correspondiente a una cepa posible de Cándida s
CEPA L3 (Cándida sp.)
Figura 5
Micro y macro morfología de la cepa H5 correspondiente a posible Penicillium sp
Cepa H5 (Penicillium sp).
Anverso
Reverso
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Figura 6
Micro y macro morfología de la cepa H5 correspondiente a posible Penicillium sp
CEPA H6 (Penicillium sp).
Para identificar la especie de las primeras dos cepas de microorganismos y poder distinguir las
dos últimas, que por los métodos microbiológicos indicaron una misma especie se llevaron a
cabo las técnicas MALDI-TOF y VITEK del equipo Bruker®, con la librería (BK) (MBT_DB_5627_
MSP list, Filamentous Fungi Library 1.0, Bruker Daltonics), los resultados indicaron una buena
identificación, ya que el fabricante menciona dentro de su técnica que scores mayores a 1.9
resultan muy confiables en la identificación del género y especie en hongos y en levaduras. La
figura 7 muestra los resultados de la identificación.
Figura 7
Identificación del género de las especies de estudio mediante la metodología MALDI-TOF MS
DISCUSIÓN
REFERENCIAS
Anverso
Reverso
H2:
Aspergillus
sección flavi
H5:
Penicillium
citrinum
H6:
Paecilomyces
lilacinus
L3:
Candida
parapsilosis
IDENTIFICACIÓN DE CEPAS POR MALDI-TOF MS
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Por lo tanto, las cepas aisladas de los afluentes estudiados se muestran en la tabla 1.
Tabla 1
Microorganismos aislados de cuerpos de agua de la ciudad de Tuxtepec
Muestra
Efluente
Microorganismo aislado
H2
Rio Papaloapan
Aspergillus sección flavi
L3
Laguna Lindavista Cándida parapsilosis
H5
Arroyo San Jacinto Penicillium citrinum
H6
Laguna Lindavista Paecilomyces lilacinus
En relación con los hongos y la levadura aislada e identificada se ha reportado lo siguiente.
Aspergillus sección flavi es un hongo saprófito que presenta micelio macrosifonado, septado y
hialino con microconidios redondos y con una cabeza formada por conidióforos largos y vesícula
redonda de donde nacen en prácticamente un ángulo de 360° dos series de fiálides o esterigmas.
Es un microorganismo que solo produce esporas asexuales, conidios y cuerpos fructíferos
asexuales que hibernan en formas conocidas como esclerosios que son estructuras que les
permiten sobrevivir a condiciones desfavorables. Este hongo crece en el suelo en forma de
conidios o esclerocios y en tejidos vegetales como micelios. Se encuentra en mayor frecuencia
entre las latitudes 16° y 35°, en zonas de clima cálido y no es común por encima de 45°. Es
patógeno oportunista en humanos y animales (Amaik y Keller, 2011., Bonifaz, 2012., Cary et al.,
2018., Frisuad et al., 2019). Se ha reportado que se han aislado cepas de hongos, incluido
Aspergillus, de ambientes contaminados y se ha observado que la mayoría de los hongos
aislados fueron capaces de tolerar concentraciones de plomo, cadmio, cromo y níquel de hasta
400 ppm. En medios sintéticos el hongo ha demostrado tolerancia y acumulación de los metales
níquel, zinc, cadmio, plomo, cromo y cobre (Thippeswamy et al., 2012).
Cándida parapsilosis es una especie de hongo levaduriforme diploide morfológicamente
caracterizado por células redondeadas, ovales o alargadas y producen pseudohifas sin llegar a
formar hifas verdaderas. Sus colonias son de color blanco, cremoso y de aspecto brillante, lisas
o rugosas. Se considera como patógeno emergente y es un microorganismo muy resistente a
fármacos (Treviño et al., 2013). En relación con los metales pesados se ha observado que ha
mostrado resistencia hasta de 12 mM de sales de los metales zinc, cobre, plomo, mercurio, níquel
y cromo. La tolerancia a los diferentes metales se encuentra asociada a la concentración y al
tiempo de exposición (Pal y Paul 2008).
Penicillium citrinum es un hongo filamentoso común de distribución mundial y bien puede ser
una de las formas de vida más comunes en la tierra. Tiene micelo macrosifonado, septado y
hialino, presenta microconidios, conidióforos y esterigmas. Algunas veces este hongo se puede
aislar de muestras clínicas y se ha relacionado con algunas afecciones asociadas a una
enfermedad subyacente adicional. Son cepas halotolerantes (Lu et al., 2008., Houbraken et al.,
2010., Bonifaz, 2012., Fun, 2015). Este microorganismo puede usar compuestos llamados
organofosfonatos (que son compuestos contaminantes resistentes a la degradación química,
hidrolítica, térmica o fotoquímica) como fuente de carbono. De la misma forma puede crecer en
presencia de crudo o hidrocarburos y en residuos de uranio (Zboinsk et al., 1992., Pang et al.,
2011).
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Paecilomyces lilacinus es un hongo filamentoso, produce un espeso micelio de donde se forman
los conidióforos que producen las conidias y se caracterizan por tener conidióforos complejos.
Sus hifas poseen una estructura lisa y un espesor de 3 a 5 micras. A partir de estas estructuras
se levantan sus conidióforos que producen conidios con carácter fusiforme. Se encuentra en el
suelo como saprófito, el aire y las plantas en descomposición, presentándose en una mayor
concentración en suelos subtropicales y tropicales. Se encuentra también en alimentos como los
granos. Es muy adaptable por lo que puede llegar a ser entomopatógeno, micoparásito, saprófito
o nematófago (Samaniego, 2015). Se ha reportado que esta hongo es tolerante a los metales
cadmio y cromo y que estos metales pueden estimular la actividad de algunas de las enzimas
que forman parte del metabolismo antioxidante (que se encarga de disminuir las especies
reactivas de oxigeno generadas por los metales pesados) como la superóxido dismutasa (SOD)
y la catalasa (CAT) y con ello protegerse de los efectos de los metales mencionados (Zeng et al.,
2012., Xu et al., 2017).
DISCUSIÓN
Dentro del área de la microbiología existe una división general de los microorganismos. Aquellos
que no poseen organelos se conocen como procariontes (incluidas las bacterias y las
arqueobacterias) y los eucariontes (aquellos que poseen núcleo verdadero y organelos
membranosos). Al segundo grupo corresponden los hongos, microorganismos que tuvieron que
pasar por muchos estudios antes de ser designados dentro de un reino propio. Al igual que
muchos microorganismos, plantas o algas; los hongos poseen un metabolismo característico y
complicado que muchas veces varía de género en género. Esta diversidad origina un número
igual de mecanismos de daño o de resistencia de los y hacia los agentes tóxicos. Se debe
entender como agente tóxico a todo aquel compuesto químico que dañe los procesos
metabólicos normales de los microorganismos. Estos agentes se clasifican en dos: los naturales
y los sintéticos. El problema radica en que a lo largo del desarrollo de la humanidad, la capacidad
de uso de los recursos naturales ha rebasado los límites permitidos y como consecuencia se ha
originado la contaminación ambiental. Esta resulta de la producción sin medida de desechos y
el nulo tratamiento que se hace con ellos. Debido a ello, los organismos que se encuentran en
lugares contaminados pueden ser afectados de diversas maneras al entrar en contacto con los
contaminantes.
Los hongos pueden crecer en una diversidad de ambientes, entre ellos los contaminados, cuando
no son destruidos por los mismos. Para ello desarrollan diversos mecanismos de defensa que
les ayudan a sobrevivir. En el caso contrario, los tóxicos podrán inhibir muchos pasos vitales de
su metabolismo e interrumpir su ciclo vital originando cambios contrastantes o muerte.
En este trabajo se aislaron tres especies de hongos y una levadura a partir de efluentes de agua
contaminada en diferentes grados. Dos de los hongos, Aspergillus sección flavi y Paecilomyces
lilacinus podrían tener la capacidad de resistir altas concentraciones de metales pesados bajo
condiciones diferentes (pH, salinidad, temperatura, humedad, etc). El hongo restante Penicillium
citrinum y la levadura Cándida parapsilosis resultan microorganismos con amplio margen de
análisis experimental que abren un amplio panorama de ideas y preguntas por responder. Para
llevara a cabo los siguientes estudios se deberá tomar en cuenta lo publicado en la bibliografía
y en base a ello diseñar metodologías experimentales dirigidas a encontrar respuestas y poder
formular nuevas preguntas.
Los microorganismos aislados e identificados se encuentran en el medio ambiente y se han
clasificado como saprófitos, además de que los cuatro resultan patógenos para diferentes
organismos vivos. Este hecho resulta importante y alarmante ya que si estos microorganismos
resultan ser tolerantes a metales, muy posiblemente, serán también tolerantes a diferentes
agentes antimicrobianos. Tomando en cuenta lo anterior el panorama se torna alarmante ya que
si los microorganismos aislados pueden ser tolerantes a metales pesados y a su vez a los
antimicrobianos, cuando parasiten a los seres vivos, será más difícil atacarlos y se convertirán
en “súper bacterias” muy difíciles de combatir.
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Por otro lado cualquier resultado que se pueda obtener abrirá un amplio panorama de estudio
dentro del campo de la bioquímica microbiana, la medicina, la toxicología, la farmacéutica, la
ecología, la teoría evolutiva y la genética entre otras. Una vez que se obtengan resultados
importantes el siguiente paso deberá ser la comunicación de los nuevos conocimientos a la
población general ya que la ciencia debe ser comunicada y apropiada por todos los humanos de
cualquier edad y sexo. Para ello se deberán establecer participaciones en eventos de difusión de
la ciencia o publicar los resultados en medios que lleguen a todos los pobladores, escritos de
forma clara y amena con un lenguaje apropiado para poder ser comprendidos.
Lo anterior nos lleva a la conclusión de que todas las ramas de la ciencia confluyen en algún
punto ya que parten del interés de estudiar y comprender diversos fenómenos relacionados con
la vida en nuestro planeta. Sea cual sea la rama que se elija, el fin común será la comprensión de
algún fenómeno relacionado directa o indirectamente con los fenómenos biológicos. De esta
manera la comprensión de los mecanismos de toxicidad y tolerancia de muchas especies vivas
hacia diversos agentes contaminantes es un área de estudio de la ciencia que se relaciona con
muchas otras más. Si se lleva a cabo la interacción correcta entre ellas se podrá lograr un
conocimiento más integral de los fenómenos que han sido objeto de estudio de muchas
personas a lo largo de la historia.
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