I. LOS PRINCIPIOS DE LA MICROBIOLOG�A

I. LOS PRINCIPIOS DE LA MICROBIOLOG�A

EL MUNDO de los microbios o microorganismos es quiz� tan vasto como el Universo y, para dar un peque�o ejemplo, un pu�ado de tierra contiene tantos microorganismos como seres humanos el planeta entero. Esto represent� un gran obst�culo para su estudio, ya que exist�a la dificultad de tener que separar un microorganismo de los dem�s. Y, de cualquier forma, si se lograra separar dicho microorganismo, �c�mo se mantendr�a aislado de sus similares? La labor y el esfuerzo combinados de muchos hombres y mujeres de ciencia, a lo largo de unos 200 a�os de historia, dio como resultado el surgimiento de la microbiolog�a, la ciencia que estudia estos peque�os seres de la naturaleza. Los m�todos mediante los cuales ha sido posible separar a los microorganismos de sus alrededores, pueden ser descritos en orden de aparici�n, ya que los problemas que surgen durante el desarrollo de una ciencia experimental s�lo pueden ser comprendidos a la luz del conocimiento que prevalec�a en su tiempo.
I.1 LAS PRIMERAS IDEAS

La teor�a de la generaci�n espontanea. La creencia de que exist�an seres tan peque�os que eran invisibles se remonta a tiempos tan lejanos como antes de la Era Cristiana. Doscientos a�os antes de ella, Varro ya propon�a la posibilidad del contagio de ciertas enfermedades debido a criaturas invisibles suspendidas en el aire, y esta idea ya era compartida por los antiguos m�dicos latinos y �rabes.

Figura 1. Foto de una bacteria, la Escherichia coli
Lucrecio fue conocido por su punto de vista peculiar sobre la materia, ya que pensaba que las cosas surg�an de una especie de �tomo o semilla. En su obra De Rerum Natura (75 a. C.) sugiere que las plagas eran causadas por una especie de �tomo. Y en el libro VI dice: "As� como hay semillas ben�ficas para nuestra vida, seguramente existen otras que causan enfermedad y muerte," Este punto de vista puede ser considerado como un claro ejemplo de que se intu�a ya que la naturaleza de la infecci�n era microbiana. Sin embargo, estas semillas no se consideraban como organismos vivientes.
Por otra parte, prevalec�a la idea de que las cosas emerg�an de semillas y que s�lo la combinaci�n de varias de ellas podr�a dar origen a un organismo completo. As� pues, exist�a la duda sobre el origen de la primera semilla. De alguna forma esta primera semilla se hab�a generado espont�neamente, es decir que pod�an aparecer organismos vivientes a partir de materia no viviente. A esta corriente de pensamiento se le conoci� como la teor�a de la generaci�n espont�nea y persisti� por m�s de 1 500 a�os.
El contagio de las enfermedades. La epidemiolog�a es la rama de la medicina que estudia la propagaci�n de las enfermedades y se inici� mucho antes de que se aplicara el t�rmino "enfermedad contagiosa" por los a�n desconocidos agentes causantes de las infecciones.
En la Antig�edad, los hebreos consideraban a las enfermedades infecciosas como un castigo proveniente del Se�or. Sin embargo, los escritos b�blicos ya indicaban que las personas con lepra deb�an ser aisladas y los art�culos y materiales que se utilizaban durante su enfermedad, enterrados o quemados.
M�s tarde, Lucrecio y Boccaccio reconocieron la naturaleza contagiosa de estos brotes epid�micos y, por fin, en 1546, Fracastorius de Verona present� su obra titulada De Contagione. Este libro fund� la ciencia de la epidemiolog�a propiamente dicha. Despu�s de estudiar cuidadosamente la epidemiolog�a de varias enfermedades, incluyendo la plaga y la s�filis, Fracastorius concluy� que la transmisi�n se produc�a de persona a persona, directamente o bien por medio de objetos de uso com�n. M�s tarde otros, y �l mismo, mezclaban las teor�as racionales con otras ideas basadas en la superstici�n. Por ejemplo, pensaban que las plagas o epidemias eran gobernadas por fuerzas sobrenaturales. Como resultado de esta confusi�n, casi un siglo despu�s m�dicos prominentes como William Harvey no tomaban en serio las ideas de Fracastorius y se adhirieron a las ideas de Hip�crates y Galeno que consideraban que las epidemias o vapores venenosos eran generados por conjunciones planetarias o por alteraciones en la propia Tierra. El panorama era a�n m�s complicado si se toma en cuenta que las enfermedades pueden ser transmitidas de distintas maneras, como puede ser por el agua, la comida o los insectos y que en muchas ocasiones estas formas de transmisi�n no son tan obvias.
Las ideas de Lucrecio sobre la naturaleza de la materia fueron resucitadas por Giordano Bruno,al final del siglo XVI, e influenciaron profundamente a Robert Boyle. Sin embargo, el simple razonamiento sobre la existencia de los microbios no constituy� la prueba de su verdadera existencia. �sta s�lo pudo ser demostrada gracias al descubrimiento de una lente de aumento.
I.2 LAS PRIMERAS OBSERVACIONES

El microscopio abri� las puertas de otro universo. El holand�s Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) fabric� la primera lente lo suficientemente poderosa como para observar a los organismos unicelulares. Utiliz� una lente convexa y coloc� al objeto dentro de la distancia focal (Figura 2). Este arreglo produce una imagen virtual o aparente muy amplificada; con este rudimentario pero ingenioso microscopio logr� observar muchos "peque�os animalillos". �stos inclu�an protozoarios, tanto de vida libre como par�sitos de las v�sceras de algunos animales; tambi�n logr� observar hongos filamentosos y corp�sculos globulares que ahora conocemos como levaduras. Hizo importantes observaciones sobre la estructura de las plantas y descubri� los espermatozoides de algunos animales. Fue hasta 1676 que pudo observar organismos a�n m�s peque�os, como las bacterias.

Figura 2. Diagrama del microscopio utilizado por Leewenhoeck. El objeto "O" se coloca dentro de la distancia focal "F" y esto da por resultado una imagen virtual "T" muy amplificada.

Por otra parte, el microscopio compuesto, capaz de ampliar la imagen con mayor eficiencia y m�s conveniente para su uso, fue inventado en 1590 por Zachar�as Jensen y usado en 1630 por F. Stellerti para estudiar la miel de abeja y los escarabajos. Sin embargo, todos los modelos producidos hasta antes de 1800 no pose�an la resoluci�n y la calidad de los microscopios de un solo lente.
Las observaciones de Leeuwenhoek llamaron mucho la atenci�n, pero eso fue todo. Nadie en esta �poca trat� de repetir o extender sus observaciones, ya que la alta calidad de sus lentes y su gran agudeza visual fueron factores determinantes para desalentar a cualquier competidor. A esto se debi� el gran retraso que sufri� el desarrollo de microscopios m�s potentes.
I.3 LA CONTROVERSIA DE LA GENERACI�N ESPONT�NEA

�La vida proviene de la vida o existe la fuerza vital? La comprensi�n verdadera de la importancia de los microorganismos en el mundo comenz� como resultado de la controversia sobre la generaci�n de materia viviente a partir de la materia muerta.
En un principio exist�an dos escuelas bien definidas de pensamiento: aqu�lla que tomando a Lucrecio al pie de la letra apoyaba la idea de que se podr�an generar animales a partir de materia muerta gracias a la existencia de una "fuerza vital" (generaci�n espont�nea) y la que dec�a que la vida s�lo se genera a partir de vida (en lat�n omne vivum ex vivo).
Los antiguos que cre�an en la generaci�n espont�nea daban recetas para preparar "ratones" a partir de comida en putrefacci�n. Opuestas a este punto de vista eran las ideas de Redi, quien en 1668 mostr� que la aparente generaci�n espont�nea de larvas en la carne proven�a de la visita de las moscas que pon�an huevecillos sobre ella. Sin embargo, Needham, otro investigador, hirvi� extracto de carne en un frasco, lo tap� y encontr� que despu�s de algunos d�as aparec�an criaturas que se mov�an. Esto, aunado a la idea de que los organismos vivientes mor�an al ser hervidos, llev� a pensar que dichos organismos eran realmente producto de la generaci�n espont�nea.
M�s tarde, Spallanzani llev� a cabo experimentos m�s cuidadosos con los que demostr� que los organismos grandes eran destruidos al ser hervidos durante 30 segundos, pero los microorganismos sobreviv�an y se desarrollaban aunque los frascos estuvieran herm�ticamente cerrados. Despu�s de muchos ensayos, encontr� que si herv�a los frascos parcialmente cerrados durante 45 minutos, el contenido se manten�a sin contaminarse casi indefinidamente, y s�lo si se permit�a la entrada de aire, el contenido entraba en putrefacci�n r�pidamente. Estos resultados llevaron a pensar que, al hervir el contenido, el aire del frasco se hac�a inadecuado para la existencia de vida en su interior y esto era interpretado como la ausencia de la "fuerza vital".
Un cocinero franc�s, llamado Francois Appert, a principios del siglo XIX desarroll� el arte de preservar comida en frascos sellados: lo lograba hirviendo el contenido dentro del frasco y cerr�ndolo sin permitir la entrada de aire fresco. Observ� que as� el contenido se manten�a libre de microorganismos por tiempo indefinido. Este hallazgo lo llev� no solamente a fundar una importante industria, la de las conservas, sino a ser inmensamente rico.
La objeci�n a los experimentos de Spallanzani de que al hervir el contenido de los frascos se terminaba con la "fuerza vital" fue descartada por un experimento de Schultze en 1836. �ste consisti� en que el recipiente que conten�a extracto de carne fue conectado a otros dos recipientes, uno de los cuales conten�a �cido sulf�rico y el otro potasa; a trav�s de �stos se hizo pasar lentamente aire fresco todos los d�as durante tres meses y el extracto de carne no se contamin�. La clave del �xito de este experimento se debi� a que las conexiones con ambos recipientes se hicieron inmediatamente despu�s de hervir el extracto de carne, lo cual evit� la contaminaci�n del extracto.
Theodor Schwann, en 1837, llev� a cabo un experimento similar, pero la diferencia consisti� en que el aire fresco se hac�a pasar por un recipiente que conten�a un metal fundido en ebullici�n y de esta forma cualquier materia org�nica se manten�a est�ril en el interior. Sin embargo, cuando se dejaba pasar aire fresco sin entrar en contacto con el metal fundido, el contenido se contaminaba invariablemente, con bacterias para el caso del extracto de carne y con levaduras para una soluci�n con az�car. La interpretaci�n que dio Schwann a sus resultados fue la siguiente: "Los microorganismos que deben estar presentes en el aire son destruidos al hacer pasar el aire por un líquido incandescente. Por lo tanto, la putrefacci�n sin duda se debe al hecho de que estos g�rmenes, al nutrirse y desarrollarse a costa de esta sustancia, la descomponen y sobreviene la putrefacci�n."
M�s tarde, la t�cnica de estos experimentos fue simplificada y en 1853 Schroeder y Von Dush descubrieron que, despu�s de hervir el recipiente, bastaba con cerrar el extremo abierto con un tap�n de algod�n. De esta manera, el aire que entraba a trav�s del algod�n se filtraba al pasar por los m�ltiples y tortuosos caminos dentro del mismo. Estos experimentos abrieron el camino sobre el cual se basaron los m�todos para cultivar bacterias. Dos postulados importantes se derivan de estos resultados: el primero consiste en hacer un medio de cultivo adecuado que est� libre de microorganismos y esto se logra hirvi�ndolo; el segundo consiste en mantener el medio est�ril por largo tiempo y esto se logra evitando la entrada de los microorganismos que est�n suspendidos en el aire.
A pesar de estos avances, los resultados de Spallanzani, Schultze y Schwann no fueron aceptados por la mayor�a del p�blico cient�fico de la �poca. Hoy en d�a sabemos que muchos microorganismos resisten temperaturas hasta de l00°C durante varias horas. Esto ayud� a los que pensaban que la generaci�n espont�nea era un hecho, ya que un solo experimento fallido era utilizado como evidencia para la existencia de esta teor�a. Koch, m�s tarde, llev� a cabo estudios sobre el bacilo del �ntrax y encontr� que las esporas de algunas bacterias eran altamente resistentes al calor y que s�lo se destru�an a l20°C o m�s, y eso al cabo de 20 minutos.
Pasteur fue quien desech� la teor�a de la generaci�n espont�nea. Fue el genio de Louis Pasteur (1822-1895) quien finalmente persuadi� al pensamiento cient�fico sobre lo verdadero de la generalizaci�n tan claramente formulada por Schwann en 1837. Pasteur se vali� de una combinaci�n de habilidad cient�fica, persuasi�n y un sentido muy particular del drama. Su experimento consisti� b�sicamente en hervir infusiones en un aparato tal que, cuando el contenido se enfriaba, el aire que entraba era calentado y luego vuelto a enfriar al pasar por una camisa enfriada con agua. Bajo estas condiciones la infusi�n se conservaba libre de contaminaci�n. La figura 3 ilustra el aparato tal como fue dise�ado por Pasteur. Sin embargo, el experimento m�s sorprendente fue aquel en el que Pasteur mostr� c�mo un medio nutritivo permanec�a est�ril aun cuando estuviera comunicado con el exterior. Para esto dise�� unos frascos especiales (Figura 4) en los que, como se puede ver, se permite la entrada de aire, pero no se contaminan porque en el primer doblez del cuello se retienen los posibles microbios contaminantes. Estos frascos se encuentran hoy en d�a tal y como los dej� este notable hombre de ciencia.

Figura 3. Experimento dise�ado por Pasteur para demostrar que si el aire que entra al recipiente cuyo contenido hirvi� es previamente calentado, el contenido no se contamina. El aire caliente se enfr�a con un trapo mojado antes de que �ste llegue al caldo nutritivo.

Pasteur confirm� tambi�n los experimentos de Schroeder y Von Dusch, quienes hirvieron una infusi�n de carne y cerraron los frascos con tapones de algod�n. Este experimento lo ampli� Pasteur utilizando tapones de nitrato de celulosa en lugar de algod�n, para despu�s disolver el tap�n en alcohol, de tal forma que los g�rmenes atrapados en el tap�n fueran liberados; despu�s examin� el contenido del tap�n bajo el microscopio y observ� part�culas globulares que semejaban esporas de hongos y bacterias.
A pesar del �xito de los experimentos de Pasteur no siempre se lograba reproducirlos, y esto se deb�a principalmente a la resistencia de ciertas esporas o microbios a las altas temperaturas. Sin embargo, tal dificultad no pudo opacar el concepto general que Pasteur logr� aclarar.

Figura 4. Botellas de cuello de ganso que Pasteur dej� como prueba de que la putrefacci�n proviene del crecimiento de microorganismos y no de la generaci�n espont�nea.

El f�sico Tindall estaba interesado en los fen�menos de la dispersi�n de la luz en el agua y en el aire (fen�meno que ahora se conoce como efecto Tindall) y sus observaciones se apoyaron en los experimentos de Pasteur. Tindall encontr� que un rayo de luz puede observarse mejor cuando el humo de un cigarrillo pasa a trav�s de �l. Lo mismo ocurre en un c�mara en cuyo interior hay aire normal. Al pasar un rayo de luz se observar�n peque�as part�culas que flotan y que, �l pens�, pod�an ser atribuidas a la presencia de los microorganismos responsables del fen�meno de putrefacci�n. Tindall mostr� que el aire normal contenido en una c�mara herm�tica presenta una serie de part�culas diminutas que se hacen aparentes al incidir un rayo de luz en la c�mara. Sin embargo, despu�s de algunas semanas las part�culas se depositan en el fondo y el rayo de luz ya no es dispersado. A esto Tindall lo llam� c�mara �pticamente vac�a.
En 1869 este f�sico ingl�s demostr� que al llenarse una c�mara con aire que se forzaba a pasar a trav�s de un algod�n, se lograba obtener aire �pticamente vac�o. La relaci�n de sus experimentos con los de Schwann y Pasteur fue obvia para �l: las peque�as part�culas no eran otra cosa que microorganismos. Demostr� que el aire �pticamente vac�o no iniciaba el proceso de putrefacci�n. En 1876 dise�� una c�mara (Figura 5) que permit�a observar tanto la presencia de part�culas contenidas en el aire como la putrefacci�n de cualquier sustancia depositada en el interior de la c�mara. Esta c�mara ten�a adem�s una entrada para depositar la muestra (B) y una ventilaci�n que serv�a tambi�n para equilibrar las presiones (A) y consist�a en un tubo con varios dobleces. Para determinar la presencia de part�culas en el aire, el rayo de luz (E) se hac�a pasar como se muestra en la figura.
El 10 de septiembre de 1875 se cerr� la caja de Tindall y, al pasar el rayo de luz, �ste se hizo aparente por la presencia de las part�culas suspendidas en el aire. Para el 13 de septiembre, el aire en su interior estaba �pticamente vac�o. El experimento se llev� a cabo utilizando un caldo de cultivo que fue depositado en los tubos de ensayo del interior. El caldo hirvi� durante 5 minutos al ser sumergidos los tubos en un ba�o hirviente de salmuera. Por otra parte, otros tubos que tambi�n fueron hervidos se dejaron fuera de dicha caja. Para el cuarto d�a, los tubos que quedaron fuera de la caja estaban ya turbios mientras que los que estaban en su interior se mantuvieron trasparentes durante 4 meses. Al abrir la caja el contenido de los tubos se volvi� turbio en 4 d�as. Estos experimentos se repitieron en varias ocasiones con otro tipo de infusiones siempre con el mismo resultado y �xito. La inferencia era clara, el aire ordinario contiene normalmente cantidades variables de microbios y son a �stos precisamente a los que se debe la mal llamada "generaci�n espont�nea".

Figura 5. C�mara de Tindall.
La fermentaci�n debe estar asociada a un microbio. A pesar de que Pasteur logr� demostrar que la contaminaci�n de un caldo de cultivo se debe a la presencia de microorganismos, segu�a siendo importante saber c�mo ocurr�an los procesos de putrefacci�n de la materia. As� fue como otra serie casi innumerable de sucesos ocurrieron y permitieron descartar definitivamente las ideas sobre la generaci�n espont�nea. En estudios posteriores sobre la fermentaci�n but�rica y la producci�n de vinagre, Pasteur encontr� que estos procesos se deb�an al desarrollo de microorganismos espec�ficos como son el Vibrion butiricum y el Mycoderma aceti.
A pesar de esto, Liebig consideraba que la putrefacci�n y la fermentaci�n eran producidas por "fermentos" (del lat�n fermentum, que viene de fervere hervir y se refiere a la evoluci�n del gas) que, seg�n �l, consist�an de materia org�nica en descomposici�n. Se consideraban fermentos, por ejemplo, las part�culas de queso viejo que al mezclarse con un poco de leche hervida hac�an que �sta se acidificara r�pidamente y, seg�n Liebig, tal reacci�n se deb�a a la existencia de fermentos. La existencia de levaduras, que para Pasteur explicaba la fermentaci�n, para Liebig s�lo significaba que estos microorganismos, al morir, se descompon�an y, por lo tanto, actuaban tambi�n como fermento. Sin embargo, Pasteur finalmente demostr� que las levaduras originan el proceso de fermentaci�n mientras crecen. En resumen, Pasteur aclar� los conceptos sobre la fermentaci�n y defini� que �sta es el producto de una reacci�n que lleva a cabo un microorganismo y que cada microorganismo tiene su propio tipo caracter�stico de fermentaci�n. Las levaduras producen alcohol, las bacterias l�cticas �cido l�ctico, el vibri�n but�rico �cido but�rico, etc�tera.
Otro investigador de la �poca, Gay-Lussac, propon�a que la fermentaci�n era el resultado de una serie de reacciones qu�micas. Sin embargo, sus resultados eran poco refinados como para que se sostuvieran ante las evidencias de Pasteur. Edward Buchner, m�s adelante, logr� demostrar en forma accidental que la fermentaci�n ocurr�a en un extracto de levaduras, y comenz� a pensar en la fermentaci�n como una cadena de reacciones qu�micas que pod�an ocurrir aun en ausencia del microorganismo.
I.4 C�MO SON LAS BACTERIAS

Es importante recordar que las bacterias no poseen todas las estructuras que contienen en su interior las c�lulas de los organismos que aqu� llamaremos superiores y �stas pueden ser desde las levaduras hasta las c�lulas de cualquier animal. La figura 6 muestra estas diferencias estructurales.
Las c�lulas bacterianas presentan dos caracter�sticas principales. La primera es que no tienen un n�cleo que contenga al �cido desoxirribonucleico (ADN), el cual es el material gen�tico, sino que �ste se encuentra libre en su interior (citoplasma). El tama�o de esta mol�cula de ADN es varios cientos de veces m�s grande que la bacteria misma y contiene toda la informaci�n hereditaria necesaria para asegurar la superviviencia de la peque�a c�lula. La segunda es que el citoplasma contiene, adem�s, mol�culas de ARN, llamadas ribosomas, cuya funci�n es la de ensamblar prote�nas que tendr�n, a su vez, diversas funciones. Estos ribosomas son m�s peque�os que los de las c�lulas de los animales superiores.
Las bacterias tienen tambi�n envolturas celulares diferentes a las de las c�lulas de los animales superiores. Todas presentan una pared formada de un componente qu�mico espec�fico llamado peptidoglicano, que es el responsable de dar a la c�lula una envoltura resistente. La presencia de la llamada pared celular ha permitido catalogar a las bacterias en gram positivas y gram negativas. Las bacterias que se ti�en con un colorante violeta son las positivas para la tinci�n de gram y no tienen pared celular. Otras no se ti�en con el colorante y se les conoce como gram negativas.

Figura 6. Diferencias estructurales entre la c�lulas superiores y las bacteias.

Las bacterias pueden tener organelos que les permitan moverse. Los m�s comunes son los flagelos, que se proyectan de su superficie en uno de los extremos de la c�lula.
Las bacterias pueden ser de muchas formas: esf�ricas, en forma de bast�n y hasta ramificadas. En general, su tama�o es muy inferior al de una c�lula de un organismo superior y su multiplicaci�n es por divisi�n asexual. Durante su ciclo reproductivo se forma una pared divisoria despu�s de que su cromosoma, formado de ADN que contiene la informaci�n gen�tica, se ha duplicado. De esta forma las dos porciones de la c�lula se separan, conteniendo cada una de las nuevas c�lulas su propio cromosoma (Figura 7).
Algunas bacterias tienen estructuras conocidas como endosporas, las cuales pueden resistir el paso del tiempo y aun agresiones tales como altas temperaturas y productos qu�micos t�xicos que acaban normalmente con una bacteria. Estas esporas permanecen en estado latente y, bajo condiciones adecuadas, pueden dar lugar a una nueva bacteria.
Las bacterias est�n �ntimamente ligadas a la existencia de la vida sobre la Tierra. Son causantes de muchas enfermedades, pero tambi�n en muchos casos son las responsables de la continuidad de la vida.
Los microbios y las enfermedades. Sin duda una de las cargas que m�s ha pesado sobre la humanidad ha sido las enfermedades causadas por los microorganismos. No solamente eran la causa m�s frecuente de muerte sino, adem�s, de las enfermedades que atacaban a los menores de edad. No en pocas ocasiones a causa de la naturaleza epid�mica de las infecciones, ej�rcitos y naciones enteras fueron exterminados. Una de las grandes haza�as de las ciencias m�dicas y biol�gicas ha sido el descubrimiento de la causa y el control de estas epidemias devastadoras. Hoy en d�a es f�cil dar por hecho estos logros tan importantes y preocuparse por los problemas derivados de los avances tecnol�gicos. Sin embargo, Pasteur y Koch llegaron a ser considerados h�roes por haber rescatado a la humanidad de una de las m�s grandes amenazas con la que tuviera que enfrentarse: la contaminaci�n microbiana. Es indudable que el avance de la microbiolog�a como una ciencia es inseparable de su funci�n como pilar fundamental de la medicina moderna.

Figura 7. Ciclo reproductivo de una bacteria. La reproducci�n se lleva a cabo asexualmente por divisi�n celular. El diagrama muestra las siete etapas del ciclo de vida de la bacteria Escherichia coli que por lo com�n se encuentra poblando el intestino grueso de los humanos. 1) El �nico cromosoma circular de ADN ya se empieza a replicar. 2, 3) A los 20 minutos el nuevo cromosoma est� completo y se ha fijado a un sitio en la c�lula. 4) A los 25 minutos los dos cromosomas se han empezado a duplicar. 5) Aparece una divisi�n en el centro de la c�lula. 6) A los 38 minutos la divisi�n es ya una pared. 7) A los 45 minutos la divisi�n se ha completado.

Los microbios del suelo. Al final de la era encabezada por Pasteur, otros investigadores, como lo fueron Winogradsky en Rusia y Beijerinck en Holanda, comenzaron a explorar la microbiolog�a del suelo y descubrieron para su sorpresa una gran variedad de microorganismos en los diferentes tipos de suelo que estudiaron.
Con el desarrollo de la "microbiolog�a del suelo" se hizo aparente que el principal papel que desempe�an los microbios en la naturaleza es geoqu�mico. Gracias a la presencia de bacterias en la tierra, los compuestos org�nicos como el carbono, el nitr�geno y el azufre pueden ser usados c�clicamente por las plantas y los animales, en vez de que dichos elementos se encuentren como materia inorg�nica muerta.
Un hecho interesante es que la "fertilidad" de la tierra se acrecienta si en �sta hay bacterias que sean capaces de convertir nitr�geno atmosf�rico o amoniaco proveniente de la descomposici�n de material org�nico en nitrato (que viene a ser la forma no vol�til de estos compuestos), forma en la cual es aprovechado por las plantas que en ella crecen.
Por otra parte las algas y, en una menor proporci�n, las bacterias fotosint�ticas llevan a cabo la otra mitad del ciclo geoqu�mico, la formaci�n de materia org�nica a partir de bi�xido de carbono (C0₂) por medio de la fotos�ntesis. Es importante enfatizar el papel ben�fico de ciertos microbios, ya que la conexi�n hist�rica entre las enfermedades infecciosas y la microbiolog�a ha dado lugar a la imagen popular de que el mundo de los microbios es maligno y hostil. Sin embargo, la fracci�n de microbios nocivos para el hombre es m�nima con respecto al del total de la masa microbiana sobre la Tierra. La mayor�a de los microbios ataca la materia org�nica muerta cuando est� bajo tierra y constituye un factor determinante en la transformaci�n de la materia org�nica.