Producción de materia orgánica

La producción de materia orgánica en las aguas se debe principalmente a las cianofíceas y a las algas, y mayoritariamente, a las formas microscópicas del fitoplancton. Las plantas superiores participan en estos procesos de forma marginal. La mayor parte de las bacterias y todos los hongos, que son, organísmos heterótrofos, no entran en el ciclo de producción primaria de la materia orgánica. Solo cuentan para ello el reducido grupo de bacterias fotoautótrofas y quimioautótrofas que sólo pueden reproducirse en condiciones muy concretas (las bacterias fotosintéticas, por ejemplo, son microorganismos anaerobios estrictos o microaerófilos).

Bacteria Quimiautótrofas más importantes que participan en el ciclo del nitrógeno

Las bacterias nitrificantes aparecen en casi todas las aguas aerobias y son capaces de efectuar la nitrificación y producir materia orgánica. Sin embargo, su número es escaso en todas partes y por ello la cantidad de materia orgánica que producen es reducida. La zona superficial de algunos sedimentos aerobios es donde más abundan. Otras bacterias quimioautótrofas están bastante difundidas pero su número suele ser escaso. Las más abundantes son las del género Thiobacillus, oxidantes del azufre. Siderobacterias y Manganobacterias quimioautótrofas tampoco aparecen en abundancia más que en zonas muy concretas.

En líneas generales, para la quimiosíntesis se utiliza energía procedente de la remineralización de materia orgánica (NH3, NO2, SH2, CH4, H2) por lo que en el mar será siempre una fuente de producción secundaria.

La producción secundaria de bacterias y hongos C-heterótrofos suele ser considerable ya que utilizan para formar su propia sustancia celular entre 20-60% de la materia orgánica que consumen y entre 40-80% para sus necesidades energéticas.

El período generativo de las bacterias del agua varía entre 20 minutos y varios días dependiendo de la especie, de la temperatura, de la concentración de principios nutritivos y de otros varios factores. En las aguas eutróficas cálidas dura normalmente unas pocas horas.

También el macro y el micro-fitobentos en aguas poco profundas y con condiciones favorables de iluminación produce considerableas cantidades de materia orgánica, una buena parte de la cual se convierte en biomasa bacteriana.

Los microorganismos heterótrofos necesitan sustancias orgánicas para alimentarse. Su capacidad para asimilar las diversas sustancias depende del propio microorganismo y de diferentes factores ambientales como temperatura, salinidad, presión, etc.

Básicamente, tanto las bacterias como los hongos, contrariamente, por ejemplo, a los protozoos, sólo pueden utilizar sustancias disueltas. Por lo tanto la materia que aparece en forma de partículas tiene que ser disuelta previamente por enzimas extracelulares. La utilización de estos nutrientes puede efectuarse de dos formas distintas: la activa, que se produce de forma selectiva a través de la membrana citoplasmática y requiere energía, y la pasiva, que se efectúa por simple difusión y sin necesitar aporte energético.

La incorporación activa se realiza por medio de enzimas específicos que se llaman permeasas. Por este sistema, la utilización puede realizarse en concentraciones muy escasas y a altas velocidades de transporte. La utilización pasiva, sin embargo, exige que se alcancen altas concentraciones lo que no suele suceder en el medio natural. No sucede así cuando se trata de sustancias extrañas, por ejemplo, tóxicos, que podrán utilizarse pasivamente de forma inmediata hasta que se equilibre la concentración con el interior de la célula.