Biologia de los microorganismos (1129)

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C I C L O S D E L O S N U T R I E N T E S 697
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A
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 Los ciclos del oxígeno y del carbono están 
interconectados por las actividades complementarias de los 
organismos autótrofos y heterótrofos. La descomposición 
microbiana es la fuente más importante de liberación de 
CO
2
 a la atmósfera. 
 En condiciones anóxicas, la materia orgánica 
se degrada hasta CH
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 y CO
2
. El metano se forma 
principalmente a partir de la reducción del CO
2
 por el 
H
2
 y a partir de acetato, que en ambos casos suministran 
las bacterias sintróficas; estos organismos dependen del 
consumo de H
2
 para su energética. A escala global, el 
metano biogénico representa un reservorio mucho mayor 
que el abiogénico. 
 La forma principal del nitrógeno en la Tierra es 
el N
2
, que solo puede ser usado como fuente de nitrógeno 
solo por las bacterias fijadoras del nitrógeno. El amoniaco 
producido en la fijación del nitrógeno o por amonificación 
puede incorporarse a la materia orgánica u oxidarse a NO
3
−. 
La desnitrificación y el proceso de anammox originan 
importantes pérdidas del nitrógeno fijado en la biosfera. 
 Las bacterias desempeñan funciones relevantes en 
las etapas oxidativas y reductoras del ciclo del azufre. Las 
bacterias que oxidan el azufre y el sulfuro producen SO
4
2− 
mientras que las reductoras de sulfato consumen SO
4
2− y 
producen H
2
S. Como el sulfuro es tóxico y reacciona con 
varios metales, la reducción del SO
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2− es un importante 
proceso biogeoquímico. El sulfuro de dimetilo es un 
compuesto de azufre de importante significación en la 
naturaleza.
 El hierro y el manganeso existen en dos estados 
naturales de oxidación, como Fe2+/Fe3+ y como Mn2+/
Mn4+. Las bacterias reducen los metales oxidados en 
ambientes anóxicos y oxidan las formas reducidas 
principalmente en ambientes óxicos. A pH neutro, las 
bacterias compiten con la oxidación abiótica en presencia 
de O
2
. La oxidación del hierro ferroso es común en regiones 
mineras, donde origina un tipo de contaminación llamado 
drenaje ácido de las minas.
 El P, el Ca y el Si son elementos reciclados por 
actividades microbianas, principalmente en ambientes 
acuáticos. El calcio y el silicio tienen papeles importantes 
en la biogeoquímica del mar como componentes de 
los exoesqueletos de los cocolitóforos y las diatomeas, 
respectivamente. 
 Una importante forma tóxica del Hg en la naturaleza 
es el CH
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Hg+, que puede producir Hg2+, el cual es reducido 
por bacterias a Hg0. Los genes que confieren resistencia 
a la toxicidad del Hg, como los que codifican enzimas 
que detoxifican o bombean el metal fuera de la célula, se 
encuentran con frecuencia en plásmidos o en transposones. 
 Las aportaciones humanas de CO
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 y de nitrógeno
reactivo están impactando en los principales ciclos 
de nutrientes. Aunque algunas consecuencias son 
razonablemente predecibles, como la expansión de las 
zonas con mínimos de oxígeno y el crecimiento inferior de 
los organismos calcáreos, otros cambios a largo plazo en los 
ciclos de nutrientes que sostienen la biosfera terrestre no 
son bien conocidos.
IDEAS PRINCIPALES
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GLOSARIO DE TÉRMINOS
Calentamiento global: calentamiento 
predecible y continuado de la atmósfera 
y el mar que se atribuye a la liberación 
antropogénica de gases con efecto 
invernadero, sobre todo CO
2
, que 
atrapan la radiación infrarroja emitida 
por la Tierra. 
Desnitrificación: reducción biológica
del nitrato (NO
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−) a compuestos 
nitrogenados gaseosos.
Humus: materia orgánica muerta que 
actúa en parte transportando electrones 
para la reducción microbiana de óxidos 
metálicos.
Sintrofismo: cooperación de dos o 
más microorganismos para degradar 
anaeróbicamente una sustancia que 
ninguno de ellos puede degradar 
aisladamente.
1. ¿Por qué se dice que el ciclo del carbono y el del nitrógeno
están «acoplados»? (Sección 20.1)
2. ¿Cómo pueden crecer algunos organismos como
Syntrophobacter y Syntrophomonas cuando su metabolismo
PREGUNTAS DE REPASO
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