ATMO-ecoesferaacademic.uprm.edu/~amassol/biol4365/CiclosBGQ.pdfFotolitotrofos (Algas &...

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MICROORGANISMOS EN SUS HABITATSNATURALES: AIRE, AGUA Y SUELO

ECOesfera (bioSFERA), constituye latotalidad de los seres vivientes en elplaneta y su ambiente (atmo-, hidro-, ylito-ecoesfera).

• HABITAT: influencia sobre crecimiento,actividad, interacciones, sobrevivencia

ATMO-ecoesfera• Características y estratificación atmosférica

• troposfera [vida]

• estratosfera

• ionosfera

• Temperatura, radiación, oxígeno, agua, nutrientes

• Hábitat y medio de dispersión microbiana (ej.aerosoles, polvos)

• Microorganismos en la atmósfera

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Cyathus striatus

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LITO-ecoesfera• Suelos y sus propiedades físicas,

químicas y biológicas– SÓLIDO (materiales inorgánicos, área

superficial)– GAS (difusión de aire; deshidratación)– LÍQUIDO (difusión solutos, migración de

microorganismos, etc.)

• Formación de suelo: material parental,clima, topografía, actividad biológica,tiempo

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HIDRO-ecoesfera

• Ambientes acuáticos• Ríos• Lagos• Lagunas• Otros (acuíferos)

• Estuarios (salobre)• Ambientes marinos• Ambientes hipersalinos

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Ciclos Biogeoquímicos• Movimiento y conversión de materiales por

actividades bioquímicas en la atmósfera, hidroesferay litoesfera (escala GLOBAL); incluyetransformaciones físicas (disolución, precipitación,volatilización, fijación), químicas (biodegradación,biosíntesis) y/o una combinación de éstas.

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Desulfuración:

Bacterias Verdes/Púrpura Sulfurosas/no-S

BiomasaMateria Orgánica

Ciclos Biogeoquímicos• Movimiento y conversión de materiales por

actividades bioquímicas en la atmósfera, hidroesferay litoesfera (escala GLOBAL); incluyetransformaciones físicas (disolución, precipitación,volatilización, fijación), químicas (biodegradación,biosíntesis) y/o una combinación de éstas.

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BiomasaMateria Orgánica

NH4+ + 1.5O2 NO2

- + 2H+ + H2O (∆G’o = -66 kcal/mol)

((NitrosomonasNitrosomonas [[autotrofasautotrofas])])

NO2- + 1.5O2 NO3

- (∆G’o = -17 kcal/mol)

((NitrobacterNitrobacter [[autotrofasautotrofas])])

N2 + 6e- 2NH3 (∆G’o = +150 kcal/mol ó +630 kJ/mol)

ANAMOX

UREA + H2O 2NH3 + CO2

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Miller, C.B. 2004. Biological Oceanography. Plate 16.1

SummerSummer WinterWinter

0.005 0.05 0.5 5.0

Falkowski Falkowski et al., 2003et al., 2003

Organic carbon in surface sediments, black >2% (Organic carbon in surface sediments, black >2% (PremuzicPremuzic, 1980), 1980)

Chlorophyll (mg mChlorophyll (mg m-3-3 ) )

Why study sediments in the Mid Atlantic Bight?

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95-285

benthicdenitrification

water columndenitrification

nitrogenfixation

60-250

110-200

benthic nitrogen fixation

burial

atmosphericdeposition

10-25

15

30-50

all units in Tg N y-1

25-75river input

Codispoti 1995; Gruber and Sarmiento 1997; Middelburg et al. 1996

Is the ocean losing NO3?

CO2

CO2

+NO3+ PO4

Photosynthesis makes organic matter

+O2 CO2

+O2

+O2 CO2

T=0

T=10-1000

T=1000-1,000,000

T=108

Respiration makes CO2

Respiration makes CO2

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Productividad primariaProductividad primaria

FotolitotrofosFotolitotrofos((Algas Algas & & CianobacteriasCianobacterias))

Sulfulobus, Aquifex,

Nitrificadoras, Oxidadoras de S

Quimiolitotrofos Quimiolitotrofos ((rxns ind luzrxns ind luz))

Metanotrofas(interfases)

Bacterias Bacterias FototrFototróóficasficas

((Rxn dependiente Rxn dependiente de Hde H22S)S)

RespiraciRespiracióónnAnaerobiaAnaerobia

(NO3, Fe2+, SO4) ArqueasArqueas

Materia OrgMateria OrgáánicanicaBiomasaBiomasa

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Aerobiología, Dra. S. Maldonado

Microbiología Marina, Dr. B. Zaidi, Dr. G. Nadathur

Limnología, Dr. Santos

Ambientes extremos (Arqueas), Dr. Montalvo

Microbiología de Suelos y Sedimentos, Dr. A. Massol