Ciclos Biogeoqumicos Microbiologa general UNT

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL

CURSO: MICROBIOLOGA GENERAL. TRABAJO: CICLOS BIOGEOQUMICOS PROFESOR: Dr. LUIS ALBERTO LLENQUE DAZCICLO: IVINTEGRANTES: AREDO SALAZAR, AIXA ARMAS BECERRA, JULISSACASTAEDA CHAMOLI, CLAUDIAHERNNDEZ TEJADA, MERCYMARREROS SNCHEZ, NGELAQUIROZ HUAMN, HELLENSNCHEZ VSQUEZ, DEYSI. VSQUEZ QUIROZ, MILAGROSVELSQUEZ ESCOBAR, SANDRA

GUADALUPE 2013

NDICE

CICLOS BIOGEOQUMICOS3 CICLO DEL FSFORO3 CICLO DEL HIERRO6 CICLO DEL MANGANESO14 CICLO DEL CALCIO16 CICLO DEL SILICIO18 CICLO DEL MAGNESIO20 CICLO POTASIO (K)20 CICLO DEL SODIO21

CICLOS BIOGEOQUMICOSSe denomina ciclo biogeoqumico al movimiento de cantidades masivas de carbono, nitrgeno, oxgeno, hidrgeno, calcio, sodio, azufre, fsforo, potasio, y otros elementos entre los seres vivos y el ambiente (atmsfera, biomasa y sistemas acuticos) mediante una serie de procesos de produccin y descomposicin. En la biosfera la materia es limitada de manera que su reciclaje es un punto clave en el mantenimiento de la vida en la Tierra; de otro modo, los nutrientes se agotaran y la vida desaparecera. Un elemento qumico o molcula necesario para la vida de un organismo, se llama nutriente o nutrimento. Los organismos vivos necesitan de 30 a 40 elementos qumicos, donde el nmero y tipos de estos elementos vara en cada especie. Los elementos requeridos por los organismos en grandes cantidades se denominan: 1. Macronutrientes: Carbono, oxgeno, hidrgeno, nitrgeno, fsforo, azufre, calcio, magnesio y potasio. Estos elementos y sus compuestos constituyen el 97% de la masa del cuerpo humano, y ms de 95% de la masa de todos los organismos. 2. Micronutrientes. Son los 30 ms elementos requeridos en cantidades pequeas (hasta trazas): hierro, cobre, zinc, cloro, yodo La mayor parte de las sustancias qumicas de la tierra no estn en formas tiles para los organismos. Pero, los elementos y sus compuestos necesarios como nutrientes, son reciclados continuamente en formas complejas a travs de las partes vivas y no vivas de la biosfera, y convertidas en formas tiles por una combinacin de procesos biolgicos, geolgicos y qumicos. El ciclo de los nutrientes desde el biotopo (en la atmsfera, la hidrosfera y la corteza de la tierra) hasta la biota, y viceversa, tiene lugar en los ciclos biogeoqumicos (de bio: vida, geo: en la tierra), ciclos, activados directa o indirectamente por la energa solar, incluyen los del carbono, oxgeno, nitrgeno, fsforo, azufre y del agua (hidrolgico). As, una sustancia qumica puede ser parte de un organismo en un momento y parte del ambiente del organismo en otro momento.

CICLO DEL FSFOROFosforo: Forma parte de los cidos nuclicos, adenosin-fosfatos (AMP, ADP, ATP) nucletidos (ADN) por lo que participa en todas las reacciones energticas del metabolismo, procesos anablicos y transferencia de las caractersticas hereditarias. Su deficiencia, por tanto, provoca severas alteraciones del metabolismo y desarrollo vegetal.

Ciclo del Fsforo La proporcin de fsforo en la materia viva es relativamente pequea, pero el papel que desempea es vital. Es componente de los cidos nucleicos como el ADN, muchas sustancias intermedias en la fotosntesis y en la respiracin celular. Los tomos de fsforo proporcionan la base para la formacin de los enlaces de alto contenido de energa del ATP, se encuentra tambin en los huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano. La mayor reserva de fsforo est en la corteza terrestre y en los depsitos de rocas marinas.Durante la mayor parte del ciclo microbiano del fsforo no se altera el estado de oxidacin del elemento.Diversos microorganismo han desarrollado sistemas especializados de absorcion de este nutriente esencial.En ambientes acuaticos, las concentraciones de fosfato muestran fluctuaciones estacionales que se asocian con floraciones de algas y cianobacterias.Plantas y microorganismos pueden absorber fcilmente formas solubles de fosfato inorgnicos y asimilarlos formando fosfatos orgnicos.El fsforo (P4) es un elemento esencial para los seres vivos, y los procesos de la fotosntesis de las plantas, como otros procesos qumicos de los seres vivos, no se pueden realizar sin ciertos compuestos en base a fsforo. Sin la intervencin del fsforo no es posible que un ser vivo pueda sobrevivir.

El ciclo del fsforo se reduce a los siguientes procesos:

El fsforo se encuentra en la naturaleza en forma de compuestos de calcio (apatita), fierro, manganeso y aluminio conocidos como fosfatos, que son poco solubles en el agua. En los buenos suelos agrcolas el fsforo est disponible en forma de iones de fosfato (P2 O5).

Las plantas absorben los iones de fosfato y los integran a su estructura en diversos compuestos. Sin fsforo las plantas no logran desarrollarse adecuadamente.

Los animales herbvoros toman los compuestos de fsforo de las plantas y los absorben mediante el proceso de la digestin, y los integran a su organismo, donde juegan un rol decisivo en el metabolismo.

Los carnvoros toman el fsforo de la materia viva que consumen y lo integran a su estructura orgnica.

CICLO DEL HIERROCiclo Del HierroIntervienen bacterias descomponedoras de compuestos orgnicos, diferentes gremios de bacterias las bacterias reductoras del sulfato o del azufre , las reductoras de hierro frrico que dan lugar a sulfuro de hidrgeno y a catin ferroso mediante respiracin anaerobia, donde el sulfato, el azufre o el catin frrico sustituyen al oxgeno como aceptor de electrones. Muchas veces, los dos gremios de bacterias forman comunidades que se multiplican en medios acuticos con mucha materia orgnica, originando depsitos de sulfuro ferroso. En ambientes con oxgeno, espontneamente el sulfuro de hidrgeno y el catin ferroso se oxidan a sulfatos y a catin frrico.

Ciclo de Hierro El ciclo del hierro consiste principalmente en reacciones de oxido-reduccin, que reducen el hierro frrico (Fe3+) a ferroso (Fe2+) y oxidan este hierro ferroso a frrico. Estas reacciones son importantes tanto para los compuestos orgnicos que contienen hierro como para los compuestos inorgnicos de dicho elemento. Prcticamente todos los microorganismos con la excepcin de determinados lactobacilos necesitan hierro, que es utilizado como cofactor por muchas enzimas metablicas y protenas reguladoras debido a su capacidad de existir en dos estados.El hierro frrico se puede reducir en condiciones anxicas a la forma ferrosa, mas solubles.Si hay suficientes H2S se forman precipitados de sulfuro de hierro. La inundacin del suelo crea las condiciones anxicas que favorecen la acumulacin de hierro ferroso.En ambientes aerbicos, la mayor parte del hierro est en estado frrico.Diversas bacterias forman sideroforos, que unen al hierro facilitando as la absorcin celular.Algunos quimiolitotrofos oxidan hierro para formar energa celular.Estas bacterias oxidadoras del hierro pueden generar grandes cantidades d este elemento.Hierro: el hierro funciona como componente estructural y como cofactor enzimtico. Forma parte estructural de los citocromos, citocromo oxidasa, catalasa. Es esencial para la sntesis de clorofila. Cuando se suministra a plantas hierro en diferentes concentraciones, se observa una buena correlacin entre contenido de hierro y contenido de clorofila. El hierro es el cuarto elemento ms abundante de la corteza terrestre, pero solo una pequea porcin de este hierro est disponible para el reciclado biogeoqumico.El ciclo del hierro consiste principalmente en reacciones de xido- reduccin, que reducen el hierro frrico a ferroso y oxidan este hierro ferroso a frrico. Estas reacciones de xido- reduccin son importantes para los compuestos orgnicos que contienen hierro y para compuestos inorgnicos de hierro.Los iones frrico (Fe3) y ferroso (Fe2) tienen propiedades de solubilidad muy diferentes. El hierro frrico precipita en ambientes alcalinos en forma de hidroxilo de hierro, adems puede reducirse en condiciones anxicas a la forma ferrosa que es ms soluble, sin embargo, en determinadas condiciones anxicas puede producirse suficiente H2S para precipitar el hierro en forma de sulfuro. La inundacin del suelo, que crea condiciones anxicas , favorece la acumulacin de hierro ferroso . En algunos hbitats aerbicos, como los suelos bien drenados, la mayor parte del hierro se encuentra en estado frrico.

En los compuestos orgnicos, el hierro suele estar unido a ligandos orgnicos mediante quelantes. El hierro quelado puede experimentar transformado de xido-reduccin que se utiliza en algunos procesos de transporte de electrones. Los citocromos de las cadenas de transporte de electrones contienen hierro que experimenta estas transformaciones de xido-reduccin durante la transferencia de los electrones.Todos los microorganismos, con la excepcin de determinados lactobacilos, necesitan hierro, que es utilizado como cofactor por muchas enzimas metablicas y protenas reguladoras, debido a su capacidad de existir en dos estados de oxidacin estables, el ferroso (Fe2+) y el frrico (Fe3+)

El hierro suele ser un factor limitante para el crecimiento bacteriano, ya que en condiciones aerbicas y a ph neutro, forma complejos de hidrxido de hierro insolubles, esto supone una restriccin grave para su disponibilidad, en consecuencia las bacterias han desarrollado sistemas de transporte especializado y de alta afinidad con la finalidad de adquirir la cantidad suficiente de este elemento esencial. La mayora de las bacterias tiene la capacidad de producir y secretar unas molculas denominadas siderforos (del griego transportador de hierro) para obtener el hierro que necesitan. Los siderforos son agentes quelantes del hierros especiales que facilitan la solubilizacin y captacin de este metal. Son molculas de bajo peso molecular (de 500 a 1500 Da), solubles en agua y que muestran una gran afinidad por los iones frricos. Muchas bacterias han desarrollado tambin la capacidad de explotar el hierro, que forma complejos con siderforos producidos por otras especies bacterianas o fngicas. La capacidad de utilizar siderforos se asocia a la presencia de sistemas de transporte que pueden reconocer y mediar la absorcin de los complejos siderforos frricos hacia el interior de la clula.Dos grupos de siderforos han sido estudiados:Uno lo constituyen los derivados del fenol-catecol que son sintetizados por algunas enterobacterias, denominados enteroquelina y enterobactina; esos sistemas transportan hierro al interior de la clula.Los estreptomicetes y algunos otros grupos bacterianos sintetizan derivados del cido hidroxmico denominados ferrioxaminas en cada caso, el hierro frrico est quelado por numerosos grupos hidroxilo o carbonilo a medida que el hierro frrico queda en cerrado en la estructura molecular del quelante. El receptor del siderforo hace que la molcula de hierro se traslade a travs de la membrana y libera al siderforo para que quele ms molculas de hierro frrico.En la clula bacteriana se controla cuidadosamente la concentracin intracelular del hierro. La excrecin de siderforos est inducida por la falta de hierro.La escasez de hierro reduce el crecimiento bacteriano, mientras que concentraciones elevadas de dicho metal pueden ser txicas. Por tanto, la expresin de los sistemas de adquisicin de hierro se regula como respuesta a la concentracin intracelular de hierro, y aumenta cuando hay una limitacin de dicho elemento. Adems, el hierro acta como una importante seal ambiental para la expresin de factores no relacionados con su absorcin.

En Escherichia Coli , la transcripcin de los genes que determinan la adquisicin de hierro est controlada por una protena represora denominada Fur, que es una protena citoplasmtica de unin al hierro de 17 Kda. Cuando forma complejos con iones bivalentes de hierro, la protena Fur se une a una secuencia especfica de DNA localizada en iones promotores del gen que origina la respuesta al hierro, e inhibe la transcripcin. Cuando la concentracin de hierro es menor, el metal se disocia de la protena y la represin se inactiva.

Se cree que la asimilacin del hierro mediada por siderforos contribuye a aumentar el potencial estimulador del crecimiento de las plantas por parte de muchas pseudomonadales del suelo, as como a aumentar la virulencia de las cepas patgenas. Las pseudomonadales tienen varios sistemas de adquisicin de hierro mediados por siderforos, que comprenden la biosntesis de un siderforo que se une al hierro, transportndolo al interior de la clula, y la absorcin de siderforos frricos heterollogos, producidos por otras especies microbianas.

Se han aislado algunos sistemas reguladores que controlan la expresin fnica mediada por los siderforos en algunas especies de Psendomonas. La regulacin de la adquisicin de hierro mediante siderforos emplea elementos positivos y negativos, que permiten la expresin de los genes adecuados solamente cuando son absolutamente necesarios. La biosntesis de los siderforos se induce como respuesta a la limitacin del hierro En cambio, la activacin, de sistemas de trasporte heterologos no slo est refutada por la disponibilidad de hierro, sino que necesita tambin la presencia de los sidertoros frricos cognados.

En algunos ambientes, como las aguas de lagos y los sedimentos, el hierro forma diverso compuestos oxidados o reducidos secn el PH y el potencial redox. De manera que existe una distribucin heterognea de los diferentes compuestos de hierro. En condiciones alcalinas o neutras y en presencia de oxgeno, el hierro terroso es inestable y se oxida espontneamente a hierro frrico. En tales condiciones, los microorganismos tienen pocas probabilidades de obtener energa de los procesos de oxidacin. Sin embargo, en condiciones acidas y en ambientes oxigenados, el hierro ferroso es relativamente estable, y acidofilos como Tbiobacillus ferroxidans, leptopirillum fornoxidans y algunas cepas de sulfulobos acidocaldarius pueden oxidar quimiolitottoficamente el hierro terroso.

Se ha visto que T. fernocidan, que se consideraba una bacteria esencialmente aerobia, puede crecer en condiciones anoxias con azufre elemental como donador de electrones y con hierro frrico como aceptor de electrones.

De la misma manera que el sulfuro puede ser oxidado anaerbicamente por los rotoautotrofos, la rotooxidacin del hierro ferroso parece estar mediada por dos bacterias rojas aisladas recientemente relacionadas con Cblorobium y con Rbodobacter, respectivamente.

Bacterias del hierro no acidfilas, como las prostecadas Hypbomicrobinm, PeJfimknitm, Plartitomycts y las filamentosas Sphuernt y Liftothrix. Haban sido descritas como quimiolitrotofas o, como mnimo, como oxidadoras de hierra terroso Otras bacterias del hierro, como GaUpmMsx, MttalUgutMm, Selibcru, Ojbbtnm, Sukntlfla, Sinitmtniti y Sidencoctjrs, se han descrito en cultivos de enriquecimiento, pero no se ha conseguido cultivarlas en cultivos axnicos estables. Aunque, segn parece, estos organismos catalizan de alguna manera la oxidacin de hierro terroso y forman una costra con los precipitados tarricos, la naturaleza quimiolitotrfica o productora de energa de este proceso no se demostrado de manera convincente. La pared celular podra actuar simplemente como superficie cataltica para la precipitacin del hierro frrico; o las clulas podran usar la oxidacin del hierro terroso como un sumidero para el exceso de oxgeno perjudicial.

La actividad de las bacterias oxidadoras del hierro puede favorecer la formacin de apreciables depsitos de hierro. Tpicamente, el agua del suelo que se filtra a travs de las formaciones arenosas disuelve las sales terrosas. Bajo tierra, la talar de oxgeno normal menee impide la oxidacin del hierro. Cuando el agua subterrnea se filtra hacia la superficie, normalmente en zonas de humedales, los oxidadores del hierro convierten el ion terroso (Fe) en ion frrico (Fe), que precipita como hidrxido frrico formando depsitos de geomtrica. Como estos ti psitos de superficie son de fcil acceso, se exploran para la extraccin de hierro desde principios la era industrial.

Desde que la fotosntesis exigencia cambi la atmosfera de nuestro planeta y la convirti en una atmosfera oxidadora, la mayor parte del hierro de la biosfera se encuentra en su estado oxidado (frrico). En los lugares donde una limitada difusin del oxgeno y una intensa actividad microbiana heterotrfica crean condiciones anxicas, como ocurre en el hipolimnion de los lagos estratificados, en los suelos encharcados v en los sedimentos acuticos, el hierro frrico acta como sumidero de electrones y se reduce a Fe.

La inhibicin que ejerce el meneo en la reduccin del hierro (Fe1 ) y la prdida de su capacidad de reducir Fe" por parte de los mutantes negativos para la nitrato reductos, conecta el mecanismo de reduccin de hierro con el sistema de la nitrato reductos, al menos en algunos microorganismos.

Parte de la reduccin del hierro se da por mecanismos no enzimticos cuando algunos productos reducidos del metabolismo microbiano, como el formiato o el H.S, reaccionan qumicamente con el Fe. En el suelo las condiciones anxicas debidas al encharcamiento y al alto contenido de arcilla cansan la formacin de hierro reducido, lo que da al suelo un color gris verdoso y una consistencia pegajosa. Los reductores de hierro predominantes en otros tipos de suelos parecen.

Investigaciones recientes indican que la forma de hierro oxidada es crtica respecto a su biodisponihilidad. Se ha viste que el oxihidrxido frrico amorfo (FeOOH) se reduce 50 veces ms rpido que la hemetita (FeOOH). Se ha descrito la reduccin microbiana de hierro frrico en un acufero contaminado. Adems se han aislado y estudiado algunos cultivos puros de reductores del hierro. Un anaerobio estricto se cultiv en diversos sustratos orgnicos que contenan hierro frrico o, alternativamente, xido mandantico (MnO2), como nico aceptor de electrones. Como sumideros de electrones, FeOOH y MnO, tambin soportan la conversin del S" a SO,-*, H S y H en hierros sedimentos. Estudiaron en cultivo puro otra bacteria anaerobia estricta, GwlhiJer snlfurrulucens, que puede acoplar la oxidacin de! acetato o de! hidrgeno con la induccin de hierro frrico o de azufre elemental. Algunas especies de Seobacter y Desumoftas son importantes en el ciclo biogeoqumico del hierro. Desnlfurontenai acetoxidans, por ejemplo, crece en condiciones de anoxia con acetato como nico donador de electrones y con hierro cristalino Fe(IIl) como nico aceptor de electrones. La magnetita (FeO2) y la siderita (FeCO2) son los principales productos finales de la reduccin del Fe (III). El etanol, el propanol, el tirulato y el butanol tambin pueden ser donadores de electrones para la reduccin del Fe (III).

La reduccin del hierro frrico Fe (I) a hierro ferroso (FeII) es una de las reacciones geoqumicas ms importantes que se producen, en los sedimentos acuticos anxicos, debido a sus muchas consecuencias en la qumica orgnica y en la qumica inorgnica de estos ambientes los ambientes marinos, las bacterias reductoras del sulfato producen H S, que puede reducir los oxihidrxidos de hierro y formar sulfuros. Sin embargo, la presencia de siderita (FeCO) en los sedimentos marinos es anmala, va que resulta inestable en presencia de H.S. Estudios microbiolgicos y geoqumicos han sugerido que la formacin de sideral en la actualidad en los sedimentos de las marismas es el resultado de la actividad de las bacterias sulfato ras. Algunas bacterias reducen e! hierro directamente a travs de mecanismos enzimticos, produciendo siderita en vez de sulfuros de hierro Por tanto, las bacterias sulrarorreductoras pueden ser importantes agentes, no reconocidos hasta ahora, para la reduccin del Fe(III) en sedimentos acuticos y aguas subterrneas.

Transformaciones Del HierroEn Aerobiosis a pH cido Fe2+ es estable Oxidacin biolgica por quimiolitotrofos acidfilos (Acidithiobacillus ferrooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, Sulfolobus spp) 4Fe2+ + 4H+ + O2 ------ 4Fe3+ + 2H2O Fe3+ precipita como jarosita

En Aerobiosis a pH neutro y alcalino Fe2+ inestable Eh> +200mV Oxidacin qumica a Fe3+ Fe3+ precipita como xidos e hidrxidos frricos Se mantiene en solucin que lado con materiales orgnicos (SIDERFOROS: transportadores de Fe) Facilitan su la solubilizacin y captacin Bacterias del hierro: (Hyphomicrobium, Sphaerotilus, Gallionella, Siderocapsa.)En Anaerobiosis Fe3+ aceptor final de e- (respiracin anaerobia) Principal va de solubilizar el hierro Fe(OH)3 + H2----- Fe2++ 2OH- + H2O Qumicamente, en presencia de H2S, el Fe3+ se reduce a FeS (sulfuro ferroso) Fe2+ donador de e- para anoxifotobacterias

CICLO DEL MANGANESO18. Ciclo del Manganeso los microorganismos lo reciclan de su estado reducido a oxidado. El manganeso se encuentra en la ecosferatanto en su forma reducida o manganosa (Mn2+) como en su forma oxidada o mangnica (Mn4+) La estabilidad de estosiones depende mucho del pH y del potencial redox. En presencia de oxigeno con un pH superior a 8, el ion manganoso se oxida a ion manganico tetravalente , este forma un dixido (MnO2) insoluble en agua, que no se puede asimilar directamente a las plantas. En algunos hbitats marinos y de aguadulce, la precipitacin de manganeso forma ndulos. Estos ndulos se originan en los sedimentos anoxicos, cuando el manganesoentra en un ambiente aerbico, se oxida y se precipita, en parte poraccion de lasbacterias, formando ndulosCiclo Del ManganesoDe manejo semejante al hierro, los microorganismos tambin, lo reciclan de su estado reducido a oxidado. El manganeso se encuentra en la ecosfora tanto en su forma reducida manganosa (Mn2+) como en su forma oxidada o mangnica (Mn4+)La estabilidad de estos iones depende mucho del ph y del potencial redox. En presencia de oxigeno con un ph superior a 8,el ion manganosa se oxida a ion mangnico tetravalente este forma un dixido (MnO2)insoluble con agua, que no se puede asimilar directamente a las plantas .En algunas hbitat marinos y de agua dulce, la precipitacin de manganeso forma ndulos.Estos ndulos se originan en los sedimentos anoxicos, cuando el manganeso entra en un ambiente aerobio se oxida y se precipita, en parte por accin de las bacterias formando ndulos.

El manganeso es un elemento traza (micronutriente) esencial para las plantas, para los animales y para muchos microorganismos. De esta manera semejante al hierro, los microorganismos tambin lo reciclan de su estado reducido a oxidado. Sin embargo, el mtananganeso se encuentra en la ecosfera tanto en su forma reducida o manganosa (Mn2+) como en su forma oxidada o mangnica (Mn4+); la estabilidad de estos iones depende del pH y del potencial redox. El ion manganoso es estable en condiciones aerbicas, con valores tic pH inferiores a 5.5, pero tambin es estable con valores de pH mucho mayores en condiciones anxicas. En presencia de oxgeno y con un pH superior a 8, el ion manganoso se oxida espontneamente a ion mangnico tetravalente. Este ion tetravalente forma un dixido (MnO.) insoluble en agua, que no puede ser asimilado directamente por las plantas. En algunos hbitats marinos y de agua dulce, la precipitacin de manganeso forma ndulos muy caractersticos. El manganeso que forma estos ndulos se origina en los sedimentos atxicos; cuando entra en un ambiente acrnico. Se oxida y precipita, en parte por la accin de las bacterias, formando ndulos. El manganeso es un meta! relativamente raro pero estratgicamente importante, y se est considerando la posibilidad de la extraccin comercial de los ndulos de los sedimentos marinos profundos.Diversas bacterias acuticas y del suelo, as como algunos hongos, pueden catalizar la oxidacin del Mn2+ a Mn4+.Algunas cepas de Gullwmlla, Metllogenium, Sphae-rotilus, Leptothrix, Baallm, PseuJomonas y Artbrobacter pueden llevar a cabo la oxidacin del Mn de manera inducida y constitutiva. Se ha indicado la existencia de un tipo de quimiolirotrofia basada en el manganeso, pero no se ha podido probar. La oxidacin del manganeso puede estar catalizada por oxidasas o catalasas, y en algunos casos las reacciones de oxidacin del Mn- parecen estar ligadas a la sntesis de ATP. Trabajando con un cultivo contino. Demostraron el crecimiento quimiolitotrofo y la fijacin de CCX de una Pseudomimas marina oxidadora de Mn pero sern necesarios nuevos estudios para confirmar y aclarar estos resultados. En muchos estudios anteriores, se haba observado que la catlisis simple en la superficie de la pared celular de las bacterias estimulaba la oxidacin del manganeso, sin que ello supusiera ningn beneficio energtico para el microorganismo.

El metabolismo en ambientes andicos de un amplio grupo heterogneo de bacterias causa la reduccin del Mn' , aumentando la solubilidad y la movilidad del Mn resultante. Como suceda con el hierro frrico, los productos reducidos del metabolismo bacteriano tambin reaccionan qumicamente con el Mn1', reducindolo a Mn'. Existen estudios que demuestran que Shewafiela putrefackm y un anaerobio aislado recientemente pueden utilizar MnO como nico aceptor de electrones.

En los consorcios microbianos de filtros rpidos de arena, la transformacin del manganeso y la del nitrato parecen ser procesos ligados. El nitrato parece tener un efecto beneficioso en la eliminacin del Mn. En cultivos discontinuos aireados derivados de estos consorcios, la eliminacin del manganeso era un 30 por ciento ms elevada en presencia de nitrato e iba acompaada de la acumulacin de nitrito. No se observ ningn aumento en la eliminacin de Mn cuando se aada amonio en vez de nitrato. En ficulos microbianos originados en dos sirios diferentes e incubados en condiciones anxicas, la presencia de Mm aument el gradiente de nitrato N entre un 35 y un 130 por ciento. El nitrato tambin causaba un efecto estabilizante en la eliminacin de Mn: su presencia evitaba que los consorcios microbianos redujeran el MnO a Mn. En cultivos puros de Nitroso nonas europea y Nitrobacter winogradskyi, la reduccin de MnO. A Mn se produce cuando se acumula NO. El desarrollo de oxidada res de NO. es crtico para la eliminacin de Mn- . Con la oxidacin de NO" a NO se elimina el efecto nocivo del NO en la oxidacin biolgica de Mn.

CICLO DEL CALCIOCalcio: Este elemento puede actuar en plantas bajo dos formas: como componente estructural de paredes y membranas celulares y como cofactor de varios enzimas.Ciclo del Calcio El calcio es un soluto importante en el ambiente citoplasmtico y es necesario para la actividad de numerosas enzimas. Su disolucin en forma de carbonato clcico (CaCO3) y en bicarbonato tiene gran importancia. El equilibrio entre HCO3- y el CO3-2 estn influenciados con el CO2 que al disolverse en agua forma acido carbnico (H3CO3). Un cido dbil, un aumento de concentracin de iones a hidrogeno favorece la disolucin del carbonato, mientras que la disminucin de dicha concentracin favorece su precipitacin. La precipitacin del carbonato de calcio contribuye a la formacin de arrecifes de coral e islas en aguas tropicales.Como catin bivalente, el calcio es un soluto importante en el ambiente citoplasmtico y es necesario para la actividad de numerosas enzimas. Es tambin un estabilizante de muchos componentes estructurales de la pared celular de las bacterias. Adems, desde el punto de vista geoqumico, su precipitacin biolgica y su disolucin en forma de carbonato clcico (CaCO,) y de bicarbonato respectivamente, tienen gran importancia. La precipitacin del carbonato, o su disolucin, tambin pueden ser una consecuencia de los procesos metablicos que afectan al pH. La precipitacin del carbonato interviene tambin en la formacin del exoesqueleto de muchos microorganismos e invertebrados. Los vertebrados depositan los carbonatos en los huesos y en los dientes.

El bicarbonato de calcio es muy soluble en agua, mientras que el carbonato clcico lo es mucho menos. El equilibrio entre HCO, y el COj22 est influenciado por el COi5 que al disolverse en agua forma cido carbnico (HXX),). El pH del ambiente tiene una gran influencia en la formacin, de H,CO., un cido muy dbil, y sus sales. Un aumento en la concentracin de iones hidrgeno favorece disolucin del carbonato, mientras que la disminucin de dicha concentracin favorece su precipitacin.

En ambientes bien tamponados, con un pH de neutro a alcalino, donde abunde el Ca2 , el CO, procedente de las oxidaciones microbianas aerbicas o anaerbicas precipita, por lo menos en parte, en forma de CaCO,. Los procesos de momificacin, de reduccin de nitrato y de sulfato reduccin, aumentan la alcalinidad y en condiciones adecuadas contribuyen a la precipitacin de CaCO,. Sin embargo, el principal proceso que contribuye a la precipitacin biolgica del carbonato es la fotosntesis. En el agua de mar, la principal forma de calcio disuelto es el bicarbonato, que se equilibra con el CO, disuelto.

Si la fotosntesis hace disminuir el G de este equilibrio, debido a su asimilacin, el calcio se desplaza de la forma bicarbonato a carbonato. Este, al ser menos soluble, precipita. La fotosntesis de las cianobacterias ha contribuido a la formacin de estromatolitos calcificados a partir de tapetes microbianos procariotas. Como endosimbiontes, las cianobacterias y las algas contribuyen a la formacin del exoesqueleto de los foraminferos y otros invertebrados, como los corales La precipitacin del carbonara clcico contribuye a la formacin de arrecifes de coral e islas en aguas tropicales. Se ha destacado repetidamente el papel esencial de las algas neozoicas de los corales en la construccin de los arrecifes en la literatura cientfica. No obstante, algunos estudios recientes no han podido confirmar la existencia de una conexin entre la calcificacin y las algas endozoicas en al menos algunos corales. Estos resultados se han recibido con sorpresa y escepticismo, y sern necesarios nuevos estudios para clarificar estos temas. Los caparazones de los foraminferos

Magnesio es un catin bivalente abundante en el agua de mar y que se comporta de manera muy parecida al calcio. Sin embargo, el MgCO; es mucho ms soluble en agua de mar que el CaCO;; por tanto, el calcio es el ion preferente para la formacin de estructuras ex esquelticas de os organismos marinos.

Los procesos metablicos microbianos que producen cidos orgnicos (fermentacin) o cidos inorgnicos (nitrificacin u oxidacin del azufre) con-tribuyen a la disolucin y movilizacin de los carbonatos. El calcio reacciona fcilmente con los aniones de fosfato, formando fosfato terciario insoluble no disponible para ser absorbido.

La produccin de cidos orgnicos e inorgnicos por microorganismos solubiliza este fosfato precipitado, proceso que afecta la movilizacin del fsforo en suelos y sedimentos.

CICLO DEL SILICIOCiclo del Silicio Se encuentra principalmente en forma de dixido de silicio (SiO2) o de silicatos que son sales de cidos silcico. Los hongos, las cianobacterias y los lquenes que viven sobre rocas silceas o en el interior de las mismas en el ambiente inhspito disuelven activamente al silicio mediante la excrecin de cidos carboxlicos. Este cido contribuye a los procesos de meteorizacin de las rocas y formacin del suelo. Las diatomeas que acumulan dixido de silicio en sus frstulas forman los depsitos conocidos como tierra de diatomeas.Los hongos, las cianobacterias y los lquenes que viven sobre rocas silceas o en el interior de las mismas en el ambiente disuelven activamente al silicio mediante la excrecin de cidos carboxilicos.Este cido contribuye a los procesos de meteorizo de las rocas y formacin del suelo.Las diatomeas que acumulan dixido de silicio en sus frutillas forman los depsitos conocidos como tierra de diatomeas.

El silicio es el segundo elemento ms abundante de la corteza terrestre; representa el 28 por ciento del peso de la Tierra. Se encuentra principalmente en forma de dixido de silicio (SiO,) o de silicatos que son las sales del cido silcico (H4SO4). El dixido de silicio puede considerarse el anhdrido del cido silcico. La solubilidad del cido silcico en agua es baja; en las aguas continentales oscila entre unos pocos microgramos por litro hasta un mximo de 20 (Krumbein y Werner 1983). Aunque el silicio sea un elemento muy relacionado con el carbono y con capacidad de polimerizacin formando dioxanos (HO-Si-'-O-Si-'-O-Sr-OH), su papel biolgico parece estar restringido nicamente a un papel estructural en algunos microorganismos, en muchas plantas herbceas y en algunos invertebrados, como las esponjas silceas o la rdula de algunos moluscos. En el mundo microbiano, forma el

Exoesqueleto de grupos tan importantes como las diatomeas, los radiolarios y los sillico flagelados. La forma de silicio dominante en estos esqueletos es el dixido de silicio (slice) hidratado amorfo (SiO,nH.O; palo). En las aguas superficiales, la precipitacin anual de slice disuelta para formar el exoesqueleto de diatomeas y radiolarios se calcul que era de 6700 millones de toneladas por ao. El tiempo de residencia de la slice disuelta en la capa superficial del mar, en relacin con su precipitacin biolgica, se calcul que es de unos 400 aos. Sin embargo, teniendo en cuenta el volumen total de agua de mar, el tiempo de residencia de la slice en el agua es casi de 1 5.000 aos.

Los hongos, las cianobacterias y los lquenes que viven sobre rocas silceas o en el interior de las mismas en ambientes inhspitos disuelven activamente la slice mediante la excrecin de cidos carboxlicos, en particular los cidos 2-CttQg 1 icnico, ctrico y oxlico. La solubilizaran de las rocas silceas por la accin quilate de estos cidos orgnicos, contribuye a los procesos de meteorizacin de las rocas y formacin del suelo.

Las diatomeas desempean el papel principal en la precipitacin de la slice disuelta. Hasta un 90 por ciento de la acumulacin de slice en los sedimentos pelgicos est constituido por f rus tulas de diatomeas; el resto corresponde principalmente a los radiola-nos. Estas agrupaciones son las que forman los depsitos geolgicos que se conocen como arcillas esmcticas que se usan para facilitar la filtracin en el laboratorio y en la fabricacin de dinamita a partir de nitroglicerina. El cido silcico disuelto es un nutriente esencial y a veces limitante para las diatomeas y es el principal causante de la sucesin estacional de diatomeas en algunos lagos. La absorcin y precipitacin organizada de slice comprende la formacin de complejos de slice orgnica con enlaces de tipo SiC o SiOC. La slice se deposita ordenadamente en una matriz orgnica preformada.

La precipitacin puramente qumica de la slice puede encontrar y conservar las clulas microbianas. Los estromatolitos originalmente calcreos se impregnaron de materiales silcicos que contribuyeron a su conservacin. Actualmente se forman estromatolitos silceos en algunas fuentes termales. Los tapetes procariotas de dichas fuentes termales forman, de manera pasiva, una incrustacin a medida que este mineral precipita al enfriarse el agua termal. Algunos estromatolitos Silceos pueden haberse formado de modo similar.

CICLO DEL MAGNESIOMagnesio: Al igual que el calcio, el magnesio puede encontrarse en plantas como elemento estructural o como cofactor enzimtico, Su panel estructural es formando parte de la molcula de clorofila, aunque bajo esta forma slo constituye el 10 por 100 del magnesio presente en las hojas. Como activador enzimtico, el magnesio es cofactor de casi todas las enzimas que actan sobre sustratos fosforilados, por lo que es de una gran importancia en el metabolismo energtico.CICLO POTASIO (K)Potasio: El principal papel del potasio es el de actuar como activador de numerosos enzimas entre los que podemos citar: actico tiokinasa, aldolasa, piruvato kinasa, succinil-CoA sintetasa, ATPasas, etc.

CICLO DEL SODIOEl sodio es un elemento qumico de smbolo Na con nmero atmico 11. Es un metal alcalino blanco, untuoso, de color plateando, muy abundante en la naturaleza, encontrndose en la sal marina y el mineral habita Es muy reactivo, arde con llama amarilla, se oxida en presencia de oxgeno y reacciona violentamente con el agua.El sodio est presente en grandes cantidades en el ocano en forma inica.Tambin es un componente de muchos minerales y un elemento esencial para la vida.

BIBLIOGRAFA http://www.unich.edu.mx/wp-content/uploads/2013/09/Cap.-Libro.-Ciclos-biogeoqu%C3%ADmicos.pdf

http://www.slideshare.net/BlancaLopez10/ciclos-biogeoqumicos-iii#btnNext

Ronald M. Atlas, Richard Bartha, Ecologa Microbiana y Microbiologa Ambiental, 4ta edicin, Ed. Pearson-Addison-Wesley, pag 437-442