se vuelven a dividir, etc. Sorprendentemente, en condiciones de laboratorio una bacteria solitaria puede producir en torno a cinco mil millones de descendientes en tan solo doce horas si dispone de suficiente alimento. Si todas las bacterias se reprodujeran a este ritmo todo el tiempo, solo se necesitaría aproximadamente un mes para doblar la masa del planeta. Afortunadamente, las bacterias del suelo están limitadas por las condiciones naturales, los depredadores (en particular los protozoos), y un ritmo de reproducción más lento que el de sus primas de laboratorio. Por ejemplo, las bacterias deben tener algún tipo de humedad para la absorción de nutrientes y la liberación de residuos. En la mayoría de los casos, también se requiere humedad para que las bacterias se muevan y para transportar las enzimas que utilizan para descomponer la materia orgánica. Cuando los suelos se vuelven demasiados secos, muchas bacterias del suelo entran en estado de latencia. Las bacterias, por otro lado, rara vez mueren de vejez, sino que suelen ser devoradas por alguien o mueren por cambios medioambientales y entonces son consumidas por otros descomponedores, a menudo otras bacterias.
Fotocomposición 800× de las tres formas básicas de las bacterias: coco, bacilo y helicoidal. Dennis Kunkel Microscopy, Inc.
Descomponedoras primarias
A pesar de su tamaño diminuto, las bacterias son las descomponedoras primarias de la materia orgánica de la Tierra, tan solo detrás de los hongos. Sin ellas, en cuestión de meses nos ahogaríamos en nuestros propios residuos. Las bacterias descomponen el material de las plantas y animales para ingerir nitrógeno, compuestos de carbono y otros nutrientes. Estos nutrientes son entonces inmovilizados dentro de la bacteria; solo se liberan (mineralizan) cuando las bacterias son consumidas o mueren y ellas mismas se descomponen.
Diferentes clases de bacterias del suelo sobreviven en distintas fuentes de alimento, dependiendo de lo que esté disponible y donde se encuentren. La mayoría, sin embargo, prospera mejor descomponiendo materia vegetal joven que esté todavía fresca, lo que los composteros llaman material verde. La materia verde contiene un montón de azúcares que son más fáciles de digerir para las bacterias que los compuestos de carbono más complejos de otra materia vegetal. Los composteros llaman a este material marrón y, hasta que no se descomponga en cadenas de carbono más pequeñas, otros miembros de la red de nutrientes del suelo lo digieren más fácilmente que las bacterias.
Dado su tamaño diminuto, las bacterias tienen que ingerir lo que necesariamente son piezas más diminutas de materia orgánica. ¿Cómo lo hacen? La respuesta corta es que toman su alimento directamente a través las paredes celulares que se componen, en parte, de proteínas que asisten en el transporte molecular. En el interior de la pared celular de una bacteria hay una mezcla de azúcares, proteínas, carbonos e iones, una rica sopa que está fuera de equilibrio respecto a la mezcla menos concentrada fuera de la pared de la célula: a la naturaleza le gusta mantener las cosas en equilibrio; normalmente, el agua fluiría de la solución diluida de fuera hacia la más concentrada dentro (una forma especial de difusión conocida como ósmosis), pero en el caso de las bacterias, las paredes celulares actúan como barreras osmóticas.
El transporte molecular a través de la membrana celular se consigue de varias maneras. En el transporte activo más importante, las proteínas de la membrana actúan como bombas moleculares y emplean la energía para succionar o empujar el objetivo a través de la pared de la célula: los nutrientes hacia adentro y los productos residuales hacia afuera. Distintas proteínas en la membrana transportan distintas clases de moléculas nutrientes. Una manera de imaginarlo es pensando en una antigua brigada de bomberos con cubos, en la que el agua se pasa de la fuente al fuego: estas proteínas «pasan» los nutrientes al interior de la célula.
El transporte activo es un proceso fascinante pero complicado, impulsado por electrones localizados a ambos lados de la superficie de membrana. Sin duda, el jardinero debería ser consciente y apreciar cómo se alimentan las bacterias, pero solo necesita comprender que las bacterias descomponen la materia orgánica en trocitos cargados eléctricamente y luego los transportan a través de sus membranas celulares, a punto de ser usados. Una vez dentro de la bacteria, los nutrientes quedan retenidos.
Otros miembros de la red de nutrientes del suelo obtienen su energía y nutrientes comiendo bacterias. Si no hay un número suficiente de bacterias en el suelo, las poblaciones de estos miembros de la red de nutrientes del suelo sufren. Las bacterias forman parte de la base de la pirámide de la red de nutrientes del suelo.
Alimentar a las bacterias
Los exudados de las raíces son una comida favorita para ciertas bacterias del suelo y, en consecuencia, enormes poblaciones de bacterias se concentran en la rizosfera, donde estas también encuentran nutrientes de las células que se desprenden con el crecimiento de las puntas de las raíces. Pero no todas las bacterias del suelo viven en la rizosfera porque, afortunadamente, la materia orgánica es casi tan ubicua como las bacterias. Toda la materia orgánica se compone de moléculas grandes y complejas, muchas de las cuales consisten en cadenas de moléculas más pequeñas en patrones repetitivos que suelen contener carbono. Las bacterias son capaces de romper los enlaces a lo largo de ciertos puntos de estas cadenas, creando cadenas más pequeñas de azúcares simples, ácidos grasos y aminoácidos. Estos tres grupos ofrecen la base fundamental que las bacterias necesitan para sustentarse.
Las bacterias emplean enzimas tanto para romper los enlaces que sostienen las cadenas orgánicas como para digerir su alimento. Todo esto se hace fuera del organismo antes de ingerirlo. Las bacterias emplean un sinfín de enzimas, pues se han adaptado a lo largo de miles y miles de años para atacar todo tipo de materia orgánica e incluso inorgánica. Resulta una hazaña sorprendente que las bacterias puedan emplear enzimas para descomponer la materia orgánica, mientras consiguen a la vez no impactar en su propia membrana celular.
Con aire y sin aire
Existen dos grupos de bacterias. El primero, las bacterias anaeróbicas, puede vivir en ausencia de oxígeno; de hecho, la mayoría no puede vivir si este está presente. El género bacteriano Clostridium, por ejemplo, no necesita oxígeno para sobrevivir y puede invadir y destruir el interior del tejido blando de la materia en descomposición. Los derivados de la descomposición anaeróbica incluyen el ácido sulfhídrico (piensa en huevos podridos), el ácido butírico (piensa en un vómito), amoníaco y vinagre. La tristemente célebre Escherichia coli (E. Coli) y otras bacterias que por lo general se encuentran en el tracto gastrointestinal de los mamíferos (y también en los compost mal elaborados a base de estiércol) son anaerobios facultativos, lo que significa que pueden vivir en condiciones aeróbicas si es necesario, pero prefieren los entornos anaeróbicos.
La mayoría de los jardineros ha olido derivados de la descomposición anaeróbica, quizás en el jardín, pero sin duda en la nevera. Estos son olores para recordar porque, cuando se prepara el compost y se cultiva en la red de nutrientes del suelo, las condiciones anaeróbicas fomentan las bacterias patógenas y, lo que es peor, matan a las bacterias aeróbicas beneficiosas, el otro gran grupo de bacterias: las que requieren aire.
Si bien algunas bacterias aeróbicas facultativas pueden vivir en condiciones anaeróbicas de ser necesario, no es el caso para la mayoría. Las bacterias aeróbicas no suelen causar malos olores. De hecho, las actinobacterias (del orden Actinomycetales y, en concreto, del género Streptomyces) producen enzimas que incluyen elementos químicos volátiles que dan al suelo su aroma a limpio, fresco y terroso. Cualquiera que haya cultivado reconoce este olor, el olor de un «buen suelo».
Las actinobacterias son distintas de otras bacterias del suelo: en realidad, forman filamentos, casi como las hifas de los hongos. Algunos científicos creen que las especies Streptomyces usan los filamentos ramificados para conectar las partículas del suelo para que tanto ellas como las partículas sean demasiado grandes para ser devoradas por sus depredadores naturales, los ciliados protozoarios,
