Qué tan rápido se multiplican las bacterias
Una célula que se divide cada 30 minutos, con alimento ilimitado, produciría 281 474 976 710 656 células en 24 horas.
Tiempo de generación
En las personas, una generación es el tiempo que transcurre desde un momento de la vida hasta ese mismo momento en la siguiente generación, unos 25 años. Esa idea no funciona bien para las bacterias, que pueden dividirse rápidamente o permanecer inactivas durante miles de años. Para las bacterias y las arqueas, el tiempo de generación se define como el tiempo que tarda la población en duplicarse mediante una ronda de fisión binaria, por lo que también se llama tiempo de duplicación.
Los tiempos de duplicación varían enormemente. OpenStax indica que E. coli puede tardar apenas 20 minutos en las mejores condiciones de laboratorio, aunque la misma especie puede necesitar varios días en un ambiente hostil. Mycobacterium tuberculosis tarda de 15 a 20 horas y M. leprae unos 14 días. La temperatura, los nutrientes y el pH modifican la tasa, pero para una especie en unas condiciones concretas, el tiempo de generación está determinado por sus genes.
Contar las células
Si las células se dividen a un ritmo constante, su número después de n generaciones es el número inicial multiplicado por 2 elevado a n: N = N₀ × 2ⁿ. Aquí, n es el tiempo transcurrido dividido entre el tiempo de generación. OpenStax desarrolla un ejemplo. Una sola célula que se divide cada 30 minutos pasa por 48 divisiones en 24 horas, así que produce 2⁴⁸ = 281 474 976 710 656 células, más fácil de escribir como 2.8 × 10¹⁴. Un segundo ejemplo comienza con 1 × 10⁵ células, un tiempo de duplicación de 30 minutos y 2 horas de crecimiento: son 4 generaciones, así que 10⁵ × 2⁴ = 1.6 × 10⁶ células.
Arrastra para girar. Usa la rueda de desplazamiento o separa y junta dos dedos para cambiar el zoom.
En una escala lineal, este crecimiento parece plano durante gran parte de la gráfica y se dispara al final, porque en cada paso se agregan tantas células como ya existen. Los microbiólogos suelen representar el logaritmo del número de células. En una escala logarítmica, cada duplicación hace subir la línea la misma cantidad, así que un crecimiento exponencial constante se convierte en una recta cuya pendiente muestra la tasa de crecimiento.
La curva de crecimiento en un matraz
Ningún cultivo real mantiene las duplicaciones durante mucho tiempo. Al poner unas pocas células en un caldo fresco dentro de un matraz cerrado, el número de células vivas sigue una curva con cuatro fases. En la fase de latencia, el número apenas cambia: las células crecen, producen las proteínas necesarias para el nuevo medio y reparan posibles daños. En la fase logarítmica o exponencial, se dividen de forma constante según su tiempo de generación. Cuando escasean los nutrientes, se acumulan desechos y se agota el oxígeno, el crecimiento se frena y se detiene: en la fase estacionaria se forman células nuevas a la misma velocidad que mueren las antiguas. Finalmente, en la fase de muerte, las células mueren más rápido de lo que se dividen y su número disminuye.
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- Tiempo de generación (duplicación): tiempo necesario para que la población se duplique.
- N = N₀ × 2ⁿ, con n = tiempo ÷ tiempo de generación.
- La escala logarítmica convierte la duplicación constante en una recta.
- Cultivo cerrado: latencia, fase logarítmica, estacionaria y muerte.
- Una célula se divide cada 30 minutos. ¿Cuántas generaciones transcurren en 24 horas?
- Entonces, ¿cuántas células habrá después de 24 horas con alimento ilimitado?
- Unas 2.8 × 10¹⁴
- Unas 48
- Unas 2304
- Alrededor de 1 millón
- Comienza con 100 000 células, un tiempo de duplicación de 30 minutos y 2 horas de crecimiento. ¿Cuántas células hay? (Escribe el número completo).
- E. coli se duplica cada 20 minutos, partiendo de una célula: ¿cuántas células habrá después de 8 horas?
- En un modelo de crecimiento exponencial continuo, con un tiempo de duplicación de 20 minutos, ¿cuántas horas tarda una célula en superar 1 millón? (Un decimal).
- ¿En qué fase se adaptan las células al medio fresco sin aumentar en número?
- Fase de latencia
- Fase logarítmica
- Fase estacionaria
- Fase de muerte
- ¿Por qué se detiene el crecimiento en la fase estacionaria?
- Escasean los nutrientes y se acumulan desechos, así que nacen tantas células como mueren
- Todas las células han muerto
- Las células se convierten en virus
- Se apaga la luz
- Ordena las fases de un cultivo bacteriano cerrado.
- En una gráfica semilogarítmica, el crecimiento exponencial constante se ve como...
- una recta ascendente
- una línea horizontal
- una curva cóncava hacia abajo
- un círculo
- ¿Cuál tiene el mayor tiempo de duplicación según OpenStax?
- Mycobacterium leprae (unos 14 días)
- E. coli en el laboratorio (20 minutos)
- Mycobacterium tuberculosis (de 15 a 20 horas)
- Todas tienen el mismo
Fuentes de este curso (15)
- OpenStax Microbiology 1.1 What Our Ancestors Knew (fermented drink from rice, honey and fruit in Neolithic China by 7000 BC, Saccharomyces cerevisiae in bread, Leeuwenhoek 1675 "animalcules" in rain water, Golden Age of Microbiology 1857 to 1914; openstax.org/books/microbiology/pages/1-1-what-our-ancestors-knew)
- 1.3 Types of Microorganisms (about 100 µm to see with the eye, animal cell about 10 µm, bacteria about 1 µm, viruses about 100 nm, three domains, coccus/bacillus/spirillum, archaea without peptidoglycan and in extreme places such as Morning Glory pool, protists, algae, diatoms 2 to 200 µm, protozoa with cilia, flagella or pseudopods, fungi with chitin walls, more than 1000 yeast species, molds and penicillin, helminths, prions about one-tenth of a virus; .../1-3-types-of-microorganisms)
- 3.1 Spontaneous Generation (Aristotle, van Helmont's mice recipe of 3 weeks, Redi 1668 with six jars, Needham 1745, Spallanzani, Pasteur 1858 gun-cotton filter, swan-neck flasks, Alhumbert Prize 1862, 1864 lecture; .../3-1-spontaneous-generation)
- 3.2 Foundations of Modern Cell Theory (Semmelweis 1847, 10 to 20 percent vs 1 percent, chlorinated lime; Snow; Pasteur 1856 fermentation; Lister 1867 carbolic acid; Koch's postulates; .../3-2-foundations-of-modern-cell-theory)
- 6.1 Viruses (acellular, obligate intracellular parasites, DNA or RNA never both, capsid, envelope, spikes, helical/polyhedral/complex, 20 nm to 900 nm, Ivanovski 1892 with the Chamberland filter of 1884, pore 0.1 µm, Beijerinck 1898 and virus = poison, Stanley 1935, host range, bacteriophages, FDA 2006 phage spray on lunch meats; .../6-1-viruses)
- 9.1 How Microbes Grow (binary fission, FtsZ Z ring, generation time, E. coli 20 minutes, human generation 25 years, M. tuberculosis 15 to 20 hours, M. leprae 14 days, 2^48 = 281,474,976,710,656 after 24 h at 30 minutes, Nn = N0 2^n, lag/log/stationary/death, budding, fragmentation, Epulopiscium; .../9-1-how-microbes-grow)
- Royal Society: Philosophical Transactions 12:821-831, published 25 March 1677, Leeuwenhoek's Dutch letter of 9 October 1676 "concerning little animals" (doi.org/10.1098/rstl.1677.0003)
- Royal Society archive EL/L1/22 (letter to Oldenburg dated at Delft, 18 pages, partial translation by Oldenburg)
- Royal Society blog "Celebrating Leeuwenhoek", 2023 (first letter via de Graaf, Phil. Trans. 19 May 1673; 190 letters in fifty years; died 26 August 1723 aged 90)
- N. Lane 2015, Phil. Trans. R. Soc. B 370:20140344 (upwards of 1,000,000 creatures in a drop of pepper-water; letter read aloud over several sessions)
- Lens on Leeuwenhoek, letter L-040 (Oldenburg printed less than half; Hooke succeeded later in 1677)
- CDC MMWR 53(34):783, 2004, 150th Anniversary of John Snow and the Pump Handle (31 August 1854, handle removed 8 September 1854, Vibrio cholerae isolated 1883; cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5334a1.htm)
- CDC History of Smallpox and Smallpox timeline (Jenner 1796; 33rd World Health Assembly declared the world free of smallpox on 8 May 1980; cdc.gov/smallpox/about/history.html)
- American Chemical Society, Discovery and Development of Penicillin landmark (Fleming 1928 at St Mary's Hospital London, paper June 1929, Florey and Chain at Oxford from 1939; acs.org/education/whatischemistry/landmarks/flemingpenicillin.html)
- Fleming 1929, Br J Exp Pathol 10:226. Sender, Fuchs and Milo 2016, PLoS Biol 14:e1002533 (3.8 × 10^13 bacteria and 3.0 × 10^13 human cells in a 70 kg reference man, ratio about 1.3, bacteria about 0.2 kg).
Fecha de consulta: 2026-10-17