Biologia de los microorganismos (1111)

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688 E C O L O G Í A M I C R O B I A N A Y M I C R O B I O L O G Í A A M B I E N T A L
H
2
S), 2) como donador de electrones para la fijación fotosin-
tética del CO
2
 en las bacterias fotótrofas rojas (se produce sul-
fóxido de dimetilo, DMSO), y 3) como donador de electrones 
en el metabolismo energético de determinados quimioorga-
nótrofos y quimiolitótrofos (también se produce DMSO). El 
DMSO puede actuar como aceptor de electrones en la respira-
ción anaeróbica ( Sección 13.21) con producción de sulfuro 
de dimetilo. Otros muchos compuestos orgánicos del azufre 
afectan al ciclo global de este elemento, entre ellos el metano-
tiol (CH
3
SH), el disulfuro de dimetilo (H
3
C¬S¬S¬CH
3
) y el 
disulfuro de carbono (CS
2
), pero, a escala global, el sulfuro de 
dimetilo es el más significativo.
MINIRREVISIÓN
 El H
2
S ¿es un sustrato o un producto de las bacterias 
reductoras de sulfato? ¿Y de las bacterias quimiolitótrofas del 
azufre?
 ¿Por qué la oxidación bacteriana del azufre causa un descenso 
del pH?
 ¿Qué compuesto orgánico del azufre es el más abundante en 
la naturaleza?
son insolubles y en los ambientes acuáticos suelen precipitar. 
Por consiguiente, estos oxidantes fuertes suponen un alto por-
centaje en peso de los sedimentos marinos y de agua dulce y los 
convierte en los más abundantes aceptores potenciales de elec-
trones en muchos sistemas anóxicos (Figura 20.10).
ecológico, los dos grupos forman un gremio metabólico unifi-
cado por su producción de H
2
S. 
Compuestos orgánicos del azufre
Además de las formas inorgánicas del azufre, en la naturaleza 
también se reciclan otros varios compuestos orgánicos del azu-
fre. Muchos de estos compuestos con olor a huevos podridos 
son muy volátiles, por lo que pasan a la atmósfera. El compuesto 
orgánico del azufre más abundante en la naturaleza es el sufuro de 
dimetilo (CH
3
¬S¬CH
3
), que se origina principalmente en los 
ambientes marinos como producto de degradación del propio-
nato de dimetilsulfonio, un soluto osmorregulador importante 
en las algas marinas ( Sección 5.15). Los microorganismos 
pueden utilizar este compuesto como fuente de carbono y dona-
dor de electrones y lo catabolizan a sulfuro de dimetilo y acrilato 
(CH
2
“CHCOO−). El acrilato es un derivado del ácido graso 
propionato y se utiliza para el crecimiento microbiano.
El sulfuro de dimetilo liberado a la atmósfera se oxida foto-
químicamente a metanosulfonato (CH
3
SO
3
−), SO
2
 y SO
4
2−. 
Los microorganismos, en cambio, pueden transformar el sul-
furo de dimetilo producido en los hábitats anóxicos al menos 
de tres maneras: 1) por metanogenesis (se produce CH
4
 y 
En esta unidad exploraremos las interacciones de los microor-ganismos con los metales —en particular con el hierro y 
el manganeso— y con algunos elementos no metálicos cuyas 
transformaciones microbianas tienen una importancia global 
destacada.
20.5 Los ciclos del hierro 
y del manganeso
El hierro (Fe) es uno de los elementos más abundantes en la 
corteza terrestre. En la superficie de la Tierra, se presenta de 
manera natural en dos estados de oxidación: ferroso (Fe2+, tam-
bién Fe[II]) y férrico (Fe3+, también Fe[III]). Un tercer estado de 
oxidación, el Fe0, es abundante en el núcleo de la Tierra y tam-
bién que solo se produce por la actividad humana por la fundi-
ción del mineral de hierro para obtener el hierro fundido.
En la naturaleza, el hierro se recicla principalmente entre las 
formas ferrosa y férrica, y estas transiciones redox son oxida-
ciones y reducciones de un solo electrón . El Fe3+ se reduce quí-
micamente y mediante un tipo de respiración anaeróbica, y el 
Fe2+ se oxida químicamente y mediante un tipo de metabolismo 
quimiolitotrófico (Figura 20.9). El manganeso (Mn), aunque 5 o 
10 veces menos abundante que el Fe en los ambientes cercanos 
a la superficie, es otro metal con actividad redox de importan-
cia microbiológica, que existe principalmente en dos estados de 
oxidación (Mn2+ y Mn4+, véase la Figura 20.10).
Una característica fundamental de los ciclos del hierro y del 
manganeso es la diferente solubilidad de estos metales en sus 
formas oxidada y reducida. El hierro y el manganeso como 
metales reducidos son solubles, mientras que los minera-
les oxidados del hierro (por ejemplo, los óxidos e hidróxidos 
Fe[OH]
3
, FeOOH, y Fe
2
O
3
), y el óxido de manganeso (MnO
2
) 
II Otros ciclos de nutrientes
Fundición
de minerales
Oxidación
química
Reducción
del hierro
(bacteriano
o químico)
Oxidación
del hierro
ferroso
(bacteriana
o química)
Fe3+
(Férrico)
Fe2+
(Ferroso)
Fe0
3 H2O 
Fe(OH)3 + 3 H
+
Figura 20.9 Ciclo redox del hierro. Las formas principales de hierro
en la naturaleza son Fe2+ y Fe3+. El Fe0 es principalmente un producto de la 
fundición de mineral de hierro. Las oxidaciones corresponden a las flechas 
amarillas y las reducciones a las flechas rojas. El Fe3+ forma varios minerales 
como el hidróxido férrico, Fe(OH)
3
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